Потенциал энергии ветра оценивается в экономии (замещении) топлива в 1,9 - 2,0 млн.т усл. топл./год . Ветроэнергетический потенциал оценен в 220 млрд. кВт ч. В настоящее время ветроэнергетика в Беларуси развивается очень медленными темпами, так как инвесторы в РБ сталкиваются со значительными трудностями, а региональным энергосистемам развитие ветроэнергетики не очень выгодно. Сегодня в Беларуси действует три серийные ветроэнергетические установки. Работают ветроустановки мощностью 270 кВт и мощностью 660 кВт в пос. Дружная Мядельского района и самая крупная в Беларуси ветроустановки мощностью 1,5 МВт в д.Грабники (РУП «Гродноэнерго»). Правительством была установлена программа развития ветроэнергетической отрасли Беларуси на 2008--2016 годы. Согласно которой, в 2010 году были введены в эксплуатацию ветроэнергетические установки суммарной мощностью 3,7 МВт, к 2014 году -- 15 МВт. В настоящее время разрабатывается 2 проекта создания совместных предприятий с региональными энергосистемами для строительства парков ВЭС ориентировочной суммарной мощностью по 20 - 30 МВт. Для эффективной реализации проектов в области ветроэнергетики необходимо проводить реальные замеры с целью определения ветроэнергетических ресурсов; наладить выпуск оборудования, соответствующего климатическим условиям Беларуси; накапливать опыт проектирования, внедрения и эксплуатации ветротехники.
Потенциал энергии солнца в экономии топлива для горячего водоснабжения оценивается в 1,25 - 1,75 млн.т усл. топл./год; для производства электроэнергии - в 1,0- 1,25 млн.т усл. топл./год . В настоящее время промышленного значения не имеет. Имеется только несколько экспериментальных установок. В ближайшем будущем не планируется широкое использование энергии солнца в Беларуси.
Основными направлениями в производстве энергии из биомассы являются:
- 1) отходы растениеводства;
- 2) биогаз из отходов животноводства;
- 3) дрова и древесные отходы;
- 4) фитомасса;
- 5) коммунальные отходы.
Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением энергосбережения для Республики Беларусь. Общий потенциал отходов растениеводства оценивается до 1,46 млн т.у.т. в год. Потенциально возможное получение товарного биогаза от животноводческих комплексов составляет 160 тыс. т.у.т. в год. В Беларуси запланировано внедрить 10 биогазовых установок. В настоящее время в республике работает 3 биогазовых установки (г. Заславль, Брест и Гомель). В настоящее время внедрение биогазовых установок идет сложно. Одна из причин заключается в незаинтересованности хозяйств реализовывать эти проекты, так как сельское хозяйство продолжает потреблять электроэнергию по льготным ценам. Однако с привлечением частных иностранных инвестиций планируется осуществлять по 8 - 10 проектов в год по получению и утилизации биогаза из отходов животноводства. Потенциальная энергия, заключенная в коммунальных отходах, образующихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс.т у.т. При их биопереработке в целях получения газа эффективность составит не более 20 - 25 процентов, что эквивалентно 100 - 120 тыс.т у.т. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы отходов на полигонах твердых бытовых отходов (ТБО). В Беларуси имеется опыт реализации проектов получения свалочного газа с привлечением средств частного инвестора на полигоне ТБО «Тростинец» - мощность установки 3,0 МВт.
Экономически целесообразный потенциал использования дров и древесных отходов для производства тепловой и электрической энергии составляет в 2010г. - 2,24 млн.т у.т. и в 2012 г. - 3,10 млн.т у.т. Перевод энергоисточников на местные виды топлива поставлен под централизованный государственный контроль, что, с одной стороны, позволяет активизировать переход на использование древесного топлива для теплоснабжения. Однако, с другой стороны, для предприятий главным показателем становится количество сжигаемой древесины, а не экономическая целесообразность проекта. Нередко выработка тепловой энергии на древесном топливе на коммунальной котельной обходится в 2 - 2,5 раза дороже, чем с использованием природного газа. Это происходит за счет неотработанной системы сбора и заготовки древесного топлива, слабомеханизированного труда, а также за счет того, что зачастую сжигается деловая древесина. Данную проблему можно было бы решить, заменив действующие механизмы стимулирования применения древесного топлива на экономические механизмы. Перспективно развивать и поддерживать участие частного малого бизнеса в заготовке древесины для топливных нужд. В числе пилотных проектов были переведены на древесное топливо Осиповичская мини-ТЭЦ и Вилейская мини-ТЭЦ. В настоящее время построены либо реконструированы еще около 50 котельных.
Экономия топлива в результате использования энергии малых рек составляет 0,11 - 0,15млн.т. усл. топл./год . Потенциальная мощность всех водотоков Беларуси - 850 МВт, в том числе экономически целесообразным является использование 250 МВт - именно до такого уровня намерены довести общую мощность малых гидроэлектростанций в Беларуси к 2020 году. В настоящее время на балансе энергосистемы Беларуси функционируют гидроэлектростанции установленной мощностью около 20 МВт. В Республике к настоящему времени освоено примерно 4% располагаемого экономического гидроэнергопотенциала. В ближайшие годы будут введены Гродненская ГЭС мощностью 17 МВт на реке Неман, Полоцкая ГЭС (23 МВт) на реке Западная Двина, гидроэлектростанция на Днепре (5 МВт) и другие мини-ГЭС на Морочи, Случи, Птичи, Сервечи, Ислочи и других малых реках. Согласно проведенным оценкам, потенциально возможно в Беларуси возвести сотни геотермальных станций. В настоящее время планируется строительство первой геотермальной станции под Брестом на тепличном комбинате "Берестье". Планируется качать воду с температурой в 25-30 градусов Цельсия для отопления теплиц агрокомбината.
В Беларуси есть единичные примеры использования возобновляемой энергетики для личных нужд - строительство экодомов (ОО «ЭкоДом», Минское городское отделение Международного общественного объединения экологов); установка ветряка для обеспечения офиса (ОАО «Могилевский технопарк).
В 2008 году в Беларуси введены в эксплуатацию первые два биогазовых комплекса - на племптицезаводе "Белорусский" в г. Заславль (мощность 340 кВт - первая очередь) и в селекционно-гибридном центре "Западный" Брестского района (мощность 520 кВт). В настоящее время завершаются работы по строительству биогазового комплекса в ОАО "Гомельская птицефабрика". В процессе строительства биогазовые комплексы на животноводческих фермах в поселках Лань-Несвиж и Снов. В колхозе "Рассвет" Кировского района готовятся к созданию установки для производства биогаза мощностью 3 МВт.
Как правило, проблематика возобновляемых источников энергии не освещается в публичных дискуссиях. Информация об уже реализованных проектах представлена только на профессиональных / тематических сайтах. Информация о существующих технологиях использования возобновляемых источников энергии отсутствует. В последнее время интерес к возобновляемым источникам энергии у общественных организаций возрос и основное направление деятельности общественных организаций в этом направлении - реализации проектов, направленных на использование возобновляемой энергетики для личных нужд (ОО «ЭкоДом», Минское городское отделение Международного общественного объединения экологов, МОО «Экопроект» (как составная часть климатической политики и адаптации к изменению климата)).
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ИНСТИТУТ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине «Производственные технологии»
На тему:
Нетрадиционная энергетика – сущность, виды, перспективы развития в республике Беларусь
Проверил: профессор Пустовалов В.К.
Выполнила: слушатель группы 2020812
Турина Ю.А.
Минск 2008
ВВЕДЕНИЕ
1.2 Тепловые гелиоустановки
2. Биоэнергетика
2.1Общие сведения
2.2 Биомасса - аккумулятор солнечной энергии
2.3 Фотосинтез на службе энергетики
2.4 Время и место получать энергию из когенерационных установок
3. Гидроэнергетика в Беларусии
3.1Общие сведения
3.2 Описание работы гидроэлектростанций
3.3 Гидроэлектростанции и жизненная среда
4.Ветроэнергетика
4.1 Общие сведения
4.2 Классификация и принцип действия ветроэлектрических установок
4.3 Ветряные мельницы на службе человека
4.4 Как хранить энергию ветра?
4.5 Перспективы использования энергии ветра в агропромышленном комплексе Республики Беларусь
5.Сравнение возобновляемых топливно-энергетических ресурсов
Заключение
Приложение
Литература
Введение
Под нетрадиционными (альтернативными или возобновляемыми) топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР) понимают энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, биомассы, сточных вод и твердых бытовых отходов. Энергообъекты, использующие альтернативные ТЭР для получения тепловой, механической и электрической энергии, называют альтернативными источниками энергии.
Основной особенностью возобновляемых источников энергии является то, что воспроизводство их энергетического потенциала происходит быстрее, чем расходование. Установки, работающие на возобновляемых источниках, оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционные потоки энергии. Государственная программа Республики Беларусь на период до 2020 г. предусматривает использование нетрадиционных источников энергии в нарастающих масштабах. С учетом природных условий республики предпочтение отдается малым гидроэлектростанциям, ветро- и биоэнергетическим установкам, установкам для сжигания отходов растениеводства и бытовых отходов, гелиоводоподогревателям. В Государственной программе потенциал экономии традиционных (ископаемых) ТЭР за счет использования альтернативных источников энергии к 2020 г. оценивается примерно в 5 млн. т у. т. (более 15 % от всех ТЭР). В отличие от многих других мероприятий использование альтернативных ТЭР дает реальную, легко учитываемую экономию топлива и социальный эффект. Альтернативные источники энергии зачастую не требуют транспортирования, удобны для локального энергоснабжения небольших удаленных объектов, что особенно важно для агропромышленных комплексов (АПК). При выборе источников энергии следует иметь в виду их качество, оценивающееся долей энергии, которая может быть превращена в механическую работу.Возобновляемые источники энергии по их качеству условно делятся на три группы:
Источники механической энергии довольно высокого качества: около 30% - ветроустановки, 60% - гидроустановки, 75% - волновые и приливные станции;
Источники тепловой энергии с качеством не более 35% - прямое или рассеянное солнечное излучение, биотопливо;
Источники энергии, использующие фотосинтез и фотоэлектрические явления, имеют различное качество на разных частотах излучения; в среднем КПД (коэффициент полезного действия) фотопреобразователей составляет примерно 15%. Далее, характеризуя возможности различных возобновляемых энергетических ресурсов (ЭР), уделим особое внимание целесообразности их развития и использования в энергобалансе республики.
1. Использование солнечной энергии в Республике Беларусь
Для всей территории республики поступление солнечной энергии составляет около 208∙10 12 кВт∙ч в год или 256∙10 9 т у. т. при планируемом потреблении в 2020 г. всех видов ТЭР (топливно-энергетические ресурсы) 32,8∙10 6 т у. т. Это в 7800 раз превышает потребность нашей республики в энергоресурсах и говорит о больших потенциальных возможностях гелиоэнергетики. На нашей планете за счет естественных процессов и производственно-хозяйственной деятельности человека происходит преобразование солнечной энергии в другие виды. Общая схема этих процессов приведена на рис. 1.
Рис.1. Преобразование солнечной энергии.
Способы утилизации солнечной энергии можно разделить на три большие группы:
1)прямое преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую;
2)непрямое преобразование - использование энергии ветра, морских волн, океанских течений, температурного перепада океанов и т. д.;
3)биологическое преобразование - сжигание биомассы, газификация городских и сельскохозяйственных отходов и т. д.
Для территории Беларуси свойственна относительно малая интенсивность солнечной радиации и существенное изменение её в течение суток и года. В этой связи необходимо отчуждение значительных участков земли для сбора солнечного излучения, весьма большие материальные и трудовые затраты. По оценкам, для обеспечения потребностей Беларуси в электроэнергии при современном технологическом уровне требуемая площадь фотоэлектрического преобразования составляет 200-600 км 2 , то есть 0,1 – 0,3 % площади республики. Появились предложения об использовании территории Чернобыльской зоны для строительства площадок солнечных и ветровых электростанций. Для нашей республики реально использование солнечной энергии для сушки кормов, семян, фруктов, овощей, подъёма и подогрева воды на технологические и бытовые нужды. В результате возможная экономия ТЭР оценивается всего в 5 тысяч тонн условного топлива в год (тыс. т у. т. / г.). В республике начат выпуск гелиоводонагревателей и уже накоплен некоторый опыт в их эксплуатации.
1.2 Тепловые гелиоустановки
Наиболее простым способом использования солнечной энергии для бытовых и промышленных нужд является ее преобразование в тепловую энергию. Тепловая гелиоустановка включает в себя:
Приемник, в котором происходит поглощение и преобразование солнечного излучения в тепловую энергию;
Передающее устройство с теплоносителем;
Теплоаккумулятор и другие элементы.
В качестве приемника используют коллекторы различных типов и конструкций. В основе функционирования плоского коллектора лежит парниковый эффект. Плоские коллекторы предпочтительны при нагреве теплоносителя до температуры не выше 100 о С, а эффективность их работы зависит от светопропускающих и теплоизолирующих свойств покрытия, а также поглощающих свойств нагреваемого тела. Тепловая гелиоустановка с плоским коллектором для обеспечения более надежного теплоснабжения должна оборудоваться тепловым аккумулятором. Концентрирующие коллекторы используют в случаях, когда требуется получить температуру нагрева более 100 о С. Объемные коллекторы используют солнечное излучение для нагрева больших объемов воздуха, воды, почвы, строительных конструкций и других поглотителей тепла. Для объектов АПК использование тепловых гелиоустановок очень перспективно. Установка небольшой мощности с площадью коллектора до 10 м 2 способна обеспечивать горячей водой отдельно стоящий сельский дом с семьей 4 - 5 человек с апреля по октябрь. В отопительный период применение таких установок, а также объемных коллекторов, позволит существенно снизить затраты топлива для отопления здания.
2. Биоэнергетика
2.1Общие сведения
Биоэнергетика - это наука, изучающая механизмы и закономерности преобразования энергии в процессах жизнедеятельности организмов, энергетические процессы в биосфере. Биомасса - общая масса растений, микроорганизмов и животных, приходящаяся на единицу площади или объема их обитания. Численно она выражается в массе сырого или сухого вещества (кг/м 2 ; кг/га; кг/м 3 и т. д.). Биомассу растений называют фитомассой, животных организмов - зоомассой. В Государственной программе вопросам использования фитомассы, коммунальных отходов, отходов растениеводства, получения биогаза, топливного эталона и биодизельного топлива в качестве возобновляемых ТЭР уделяется серьезное внимание. Общий годовой объем использования в Республике Беларусь этих энергоресурсов к 2010 г. оценивается примерно в 113 тыс. т у. т., а потенциальный запас составляет более 3,7 млн. т у. т. Эти цифры не учитывают использование древесного топлива, отходов деревообработки и лигнина в качестве топлива, потенциальный запас которых оценивается примерно в 7,58 млн. т у. т. Годовое использование к 2010 г. этих видов энергоресурсов планируется в объеме около 3,1 млн. т у. т. .
В недрах Республики Беларусь отсутствуют собственные сырьевые топливно-энергетические ресурсы в достаточных объемах для удовлетворения потребностей страны. В этой связи основу энергетического топливопотребления Беларуси составляет природный газ, импортируемый из Российской Федерации. На природном газе работают большинство теплоэлектростанций республики, его потребляют промышленные предприятия в качестве технологического сырья и топлива, коммунально-бытовой сектор и население на нужды отопления и приготовления пищи. Такая структура топливного баланса сложилась еще в советское время, когда использование природного газа было наиболее экономически целесообразным и экологически «чистым» по сравнению с другими видами органического топлива (уголь, торф, мазут).
В то же время в последние десятилетия в топливно-энергетическом балансе республики постоянно наращивается использование возобновляемых источников энергии (гидро-, ветро- и солнечная энергия, биогаз) и местных видов топлива — дрова и древесные отходы, торф.
Природный газ
Природный газ в Республику Беларусь поступает с северо-западных сибирских регионов Российской Федерации по магистральным газопроводам. Годовые объемы его потребления в стране варьируются в пределах 19-21 млрд. кубических метров. По уровню потребления Республика Беларусь входит в первую десятку стран — экспортеров природного газа в мире.
Далее природный газ через систему распределительных газопроводов, эксплуатацию которых осуществляет, входящее в состав Министерства энергетики Республики Беларусь , государственное производственное объединение по топливу и газификации «Белтопгаз», поставляется всем потребителям страны. На сегодняшний день в Беларуси газифицированы все 118 районов из 118. Природным газом обеспечиваются 113 из 113 городов, а также 80 из 81 городского поселка, 7 из 8 рабочих поселков и 2770 из 23468 сельских населенных пунктов (11,8%). Протяженность сетей природного газа в Беларуси составляет порядка 55,1 тыс. км, в том числе более 30,2 тыс. км в сельской местности, сжиженного газа — 217,1 км, в том числе в сельской местности — 213,5 км, или 98,3 %. Газифицировано природным газом свыше 2,7 млн. квартир, сжиженным газом — более 1,0 млн. квартир. Доля квартир, обеспеченных природным газом, составляет 72,1% от общего количества газифицированных квартир. Таким образом, Беларусь, по уровню газификации находится в числе передовых стран.
Торф
Сегодня Беларусь является третьей страной в мире по объемам добычи этого полезного ископаемого. Его месторождения распространены на территории республики почти повсеместно. По информации Национальной академии наук Беларуси в республике находится около 9 тысяч торфяных месторождений, общая площадь которых 2,4 млн. га. Общие геологические запасы торфа в республике оцениваются в 4 млрд. тонн. Однако, не все из них исходя из экономической и природоохранной целесообразности могут быть использованы для промышленной добычи торфа. С целью упорядочения использования земель сельскохозяйственного назначения, лесных угодий, а также урегулирования вопросов использования торфяных месторождений, НАН Беларуси, Минприроды и Минэнерго в настоящее время осуществляют инвентаризацию торфяных месторождении с определением направлении их дальнейшего использования. На основании материалов проведенной инвентаризации будет подготовлена стратегия сохранения и использования месторождений торфа.
Торфяная промышленность республики имеет вековую историю. Первая промышленная разработка торфа в Беларуси начата в 1896 году. До 1960 года торф в Беларуси оставался основным видом топлива, на котором работало большинство электростанций. Строительство и ввод в эксплуатацию брикетных заводов в 60-х годах позволило довести объемы производства брикетов в 1974 г. до 2,412 млн. тонн, что является рекордным показателем за всю историю торфяной промышленности республики. Максимальная добыча торфа достигнута в 1974 году — 16,8 млн. тонн, из них 9,1 млн. тонн топливного торфа и 7,7 млн. тонн торфа для нужд сельского хозяйства.
С конца 70-х годов происходит постепенная переориентация объектов энергетики, населения республики, с заменой использования торфа на другие виды топлива — газ и мазут. Торфяное топливо планомерно исключается из теплоэнергетики и к 1986 г. сжигание его на электростанциях и ТЭЦ прекращается. Вследствие этого происходит сокращение объемов добычи торфа и производства брикетов. Так, в 2001 году эти показатели составляли, соответственно, 2,0 и 1,1 млн. тонн.
Организациями торфяной промышленности Минэнерго разрабатывается 44 торфяных месторождения. Отведено 17,2 тыс. га площадей торфяных месторождений (0,72 % от общей площади торфяных месторождений) с запасами торфа в количестве 33,2 млн. тонн (0,84 % от общих запасов торфа в республике).
Торф является одним из немногочисленных местных топливно-энергетических ресурсов Республики Беларусь. Его доля в общем объеме местных топливно-энергетических ресурсов составляет около 15 процентов. В энергетическом балансе республики доля торфа составляет 2-3 процента. Использование торфа позволяет ежегодно замещать в экономике республики до 590 млн. м3 импортируемого природного газа стоимостью 107,7 млн. долл. США. Следует отметить, что, по сравнению с импортируемым природным газом, местное торфяное топливо имеет значительно меньшую стоимость. Так, в пересчете на 1 т у.т., торфяные брикеты дешевле природного газа в 2,6 раза, а топливный фрезерный торф — в 4 раза. Кроме этого, производимые из торфа топливные брикеты являются социально значимым продуктом, так как используются в качестве коммунально-бытового топлива на объектах социальной сферы и более чем в 200 тыс. домовладениях небольших городов и сельских населенных пунктов республики. В целом теплом и электроэнергией из торфа обеспечивается около 1 млн. жителей нашей страны. Минэнерго проводится постоянная работа по увеличению объемов использования торфа в республике и поиску альтернативных направлений экспортных поставок торфяной продукции.
Государственный кадастр возобновляемых источников энергии (ВИЭ)
В Беларуси создан (ВИЭ), где предоставлена информация по оценке «альтернативного» энергетического потенциала территории республики и повышения эффективности использования ВИЭ.
Кадастр позволяет юридическим лицам и индивидуальным предпринимателям (владельцам ВИЭ) вносить и обновлять информацию об имеющихся у них площадках и установках по использованию ВИЭ, а также получить электронный сертификат о подтверждении происхождения энергии.
Согласно информации, содержащейся в кадастре, в настоящее время в республике функционирует 232 установки на возобновляемых видах энергии, установленная мощность которых составляет 288,9 МВт. Значительная часть объектов - 156 — работает на энергии древесного топлива и иных видов биомассы, а также на энергии естественного движения водных потоков (38).
Среди ВИЭ, используемых в республике, 14 объектов работают на энергии солнца, 14 - используют энергию биогаза, 7 объектов — энергию ветра и 3 объекта — энергия тепла земли.
Имеющиеся объекты ВИЭ способны позволяют сэкономить более 313602,552 условного топлива в год.
База данных государственного кадастра ВИЭ также содержит информацию о:
- площадках возможного размещения установок по использованию ВИЭ мощностью более 200 кВт (на основе сведений взятых из действующих государственных программ);
- площадках фактического размещения установок по использованию ВИЭ;
- производителях энергии из ВИЭ (в разрезе административно-территориальных единиц Республики Беларусь);
- используемых видах ВИЭ и максимально возможном количестве энергии, производимой в течение года на установках;
- мощности установок и годовом отпуске от них тепловой и электрической энергии.
Инвестиции в возобновляемую энергетику в Беларуси
Согласно законодательным документам производители энергии из ВИЭ имеют право на:
- гарантированное подключение к государственным энергетическим сетям установок по использованию ВИЭ;
- гарантированное приобретение государственными энергоснабжающими организациями всей предложенной энергии, произведенной из ВИЭ, а также ее оплату по стимулирующим тарифам (в части оплаты электроэнергии);
- защиту от недобросовестной конкуренции, в том числе со стороны юридических лиц, занимающих доминирующее положение в сфере производства энергии;
- расширение (реконструкцию, модернизацию) установок по использованию ВИЭ;
- самостоятельное выявление площадок возможного размещения установок по использованию ВИЭ.
Предусмотрены значительные льготы и преференции инвесторам, среди которых
- Освобождение установок по использованию возобновляемых источников энергии от НДС при ввозе на территорию Республики Беларусь.
- Освобождение от земельного налога земельных участков, занятых объектами и установками по использованию возобновляемых источников энергии.
В качестве благоприятных факторов для инвестиций в отрасль отмечается высокий уровень покрытия страны государственными энергетическими сетями, а также существенная база потребителей энергии - предприятий тяжелой промышленности.
Обострение энергетических отношений с Россией, сопутствующий рост стоимости импортируемого углеводородного сырья вынуждает власти Республики делать ставку на местные, преимущественно возобновляемые источники энергии . В перспективе энергетика Белоруссии может стать полностью независимой к 2050 г.
Целевые программы и государственная поддержка
В Беларуси была принята целевая государственная программа, согласно которой доля местных видов топлива и альтернативных источников энергии к 2012 г. в энергобалансе должна быть доведена до 25%. Как заявил президент Белоруссии Александр Лукашенко, энергосбережение , использование альтернативных видов энергоносителей, прежде всего своих, возобновляемых, выходит на уровень задач национального звучания.
На первом этапе ставка была сделана преимущественно на использование угля, торфа и древесины. Основным направлением стимулирования строительства новых объектов, работающих на местных видах топлива (МВТ), стали закупки концерном “Белэнерго” электроэнергии, вырабатываемой такими предприятиями, по повышенным тарифам. Принято решение в первые 5 лет их эксплуатации покупать электроэнергию в 1,3 раза дороже обычных тарифов.
В результате подобных стимулирующих мер планируется замещение природного газа местными видами топлива в системе Минэнерго Беларуси в 2010 г. порядка 460 тыс. т.у.т.
По словам заместителя министра энергетики Беларуси Леонида Шенеца, для реализации программы модернизации энергетической отрасли, в том числе на строительство ТЭЦ, работающих на угле и местных видах топлива, необходимо около 19,1 млрд долл., на внедрение энергоэффективных технологий и реализацию программ по энергосбережению планируется привлечь 12,5 млрд долл.
За 2009-2010 гг. планируется истратить 165 млн долл. на перевод котельных на местные виды топлива и жилищно-коммунальное хозяйство Беларуси. Это значительно бóльшие суммы, в сравнении с предыдущими годами. Ранее за 2005-2007 гг. на эти цели было затрачено около 62 млн долл.
За последние шесть лет доля местных видов топлива значительно выросла – с 5,3% до 21,7%, что позволило сократить долю импортируемых топливно-энергетических ресурсов ЖКХ с 94,7% до 78,3%.
При этом неправительственными организациями в Белоруссии разрабатывается “концепция развития экологически чистой энергетики до 2050 года”. По мнению одного из разработчиков концепции, представителя международной организации Inforse Гунно Бойе Олесена, у Беларуси есть достаточный потенциал в использовании энергии солнца, ветра, биомассы и биогаза для того чтобы активно развивать свою альтернативную энергетику.
Концепция предусматривает активное использование альтернативных источников энергии в различных сферах жизнедеятельности, в том числе в домостроительстве, внедрение энергоэффективных технологий в производстве, модернизацию энергетических сетей, энергосбережение. Реализация предложенного сценария позволит к 2050 г. полностью отказаться от импорта газа и нефти, а также от ядерной энергетики в республике.
Необходимо также отметить то, что для более широкого применения альтернативных источников энергии в Беларуси нужно лоббировать их использование на разных уровнях. Так считает директор компании ООО “Белветроэнерго” Владимир Нистюк. Он говорит, что лоббирование станет одной из целей “Ассоциации возобновляемой энергетики”, к участию в которой приглашены и биоэнергетики, и гелиоэнергетики. Такая структура необходима, подчеркивает Нистюк, еще и потому, что альтернативная энергетика – это новая для Беларуси отрасль. Чтобы она эффективно заработала, необходимо принять соответствующее законодательство , добиться поддержки на государственном уровне и, главное, – понимания перспективности возобновляемых источников энергии.
Повышение энергоэффективности
К 2020 г. Беларусь собирается снизить энергоемкость ВВП с 400 до 210-220 кг нефтяного эквивалента на 1 тыс. долл. ВВП и выйти по этому показателю на уровень Швеции. К 2010 г. в Беларуси планируется уменьшить энергоемкость ВВП не менее чем на 31% и выйти на показатель 280 кг нефтяного эквивалента на 1 тыс. долл. ВВП (уровень Канады). В 2015 г. энергоемкость ВВП должна снизиться не менее чем на 50%, в 2020 г. – не менее чем на 60% к уровню 2005 г. Но пока в Беларуси энергоемкость ВВП в 1,5-2 раза выше, чем в развитых странах со сходными климатическими условиями.
Содействовать этому призваны новые технологии и увеличение использования в республике местных видов топлива (МВТ), вторичных, нетрадиционных и возобновляемых энергоресурсов (НВИЭ) на 1,7 млн т.у.т.
Сегодня в республике действуют две основные программы по энергосбережению:
Государственная комплексная программа модернизации основных производственных фондов Белорусской энергосистемы, энергосбережения, увеличения использования в республике собственных топливных ресурсов (утверждена Указом Президента Республики Беларусь 25.08.2005 № 399)
Республиканская программа энергосбережения на 2006-2010 гг. (утверждена Постановлением Совета Министров Республики Беларусь 02.02.2006 № 137).
Сотрудничество с Германией
Белоруссия заинтересована в сотрудничестве в сфере альтернативной энергетики с Германией, которая достигла значительных успехов в области ветро- и солнечной энергетики. Немецкие специалисты имеют большой опыт создания ветроустановок и солнечных батарей, который было бы перспективно перенять и Беларуси. Так считает директор Белорусского инновационного фонда Анатолий Гришанович. К числу приоритетных направлений сотрудничества он отнес содействие трансферу технологий и знаний, внедрению инноваций, а также участие немецких компаний в реализации инновационных проектов в энергетике таких как строительство гидроэлектростанции на реке Щара, совершенствование теплоэлектростанций, организации производств по выпуску топливных гранул, создание биогазовых установок.
Кроме того, для Белоруссии немаловажна тема проектирования энергоэффективных домов и реконструкции старых помещений; опыт немецких компаний в этой области также крайне интересен.
Белорусские и немецкие ученые уже тесно сотрудничают: около половины проектов, реализуемых в Беларуси при содействии международных организаций, – белорусско-немецкие. В 2007 г. было осуществлено 40 проектов, и немалую роль в их реализации сыграли совместные контактно-кооперационные биржи.
В свою очередь представитель посольства Германии в Белоруссии Свен Хаанкс отметил, что в Германии растет интерес со стороны бизнес- и научного сообщества к Белоруссии. Объем взаимной торговли увеличивается с каждым годом в среднем на 19%. В 2007 г. он достиг около 2,9 млрд долл.
Возобновляемая энергетика в Беларуси
Рис. 1. Прогноз суммарного потребления топлива в Беларуси (ПДж).
Источник: Энергетический портал Reenergy.by и ООО “Белорусское Отделение Международной Академии Экологии”
Развитие биоэнергетики
Основными направлениями в производстве энергии из биомассы являются:
Отходы растениеводства
Биогаз из отходов животноводства
Дрова и древесные отходы
Фитомасса.
Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением энергосбережения для Белоруссии. Общий потенциал отходов растениеводства оценивается до 1,46 млн т.у.т. в год.
Отходы животноводства особенно интересны тем, что без дополнительных энергетических затрат можно получить экологически чистые высококачественные органические удобрения и вследствие этого пропорционально сократить энергоемкое производство минеральных удобрений. Применение биогазовых установок позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных ферм и животноводческих комплексов, а также на посевных площадях, куда в настоящее время сбрасываются отходы животноводства. Потенциально возможное получение товарного биогаза от животноводческих комплексов составляет 160 тыс. т.у.т. в год.
Централизованная заготовка дров и отходов деревообработки в республике Беларусь осуществляется предприятиями Министерства лесного хозяйства и концерна “Беллесбумпром”. Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение лигнина в топливный баланс республики.
В целом по республике годовой объем использования дров и отходов лесопиления составлял около 1,0-1,1 млн т.у.т. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3-0,4 млн т.у.т. Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить, исходя из естественного годового прироста древесины, который приближенно оценивается в 25 млн м³ или 6,6 млн т.у.т. в год, в т.ч. в загрязненных районах Гомельской области 20 тыс. м³ или 5,3 тыс. т.у.т.
Для использования древесины из данных районов в качестве топлива необходимо разработать и внедрить технологии и оборудование по газификации и параллельной дезактивации. Исходя из планируемого к 2015 г. роста заготовок древесины в 2 раза, а также с учетом увеличения объемов использования отходов деревообработки, лесопиления и переработки древесины, прогнозируемый годовой объем древесного топлива может возрасти до 1,6 млн т.у.т.
В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 5 т.у.т. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2 раза. Из этого количества фитомассы можно получить 5-7 т жидких продуктов эквивалентных нефти. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья площади выработанных торфяных месторождений, на которых отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га, которая может стать стабильным, экологически чистым источником энергетического сырья в объеме до 1,3 млн т.у.т. в год.
Отсутствие опыта массового использования фитомассы для энергетических целей не позволяет сделать оценку затрат и будущих цен на топливо, т. к. для этой цели потребуется разработка специальной техники, дорожная инфраструктура, перерабатывающие предприятия и т.д. Однако по укрупненным расчетам цена составит около 35 долл./т.у.т.
Энергия ветра
Для первоначального этапа развития ветроэнергетики Беларуси определены 1840 площадок для строительства как одиночных ВЭУ , так и ВЭС с потенциалом более 200 млрд кВт·ч. Выявленные на территории Беларуси площадки под ветроэнергетику – это, в основном, гряды холмов высотой от 20 до 80 м с фоновой скоростью ветра 5 м/с и более, на которых можно возвести от 5 до 20 ВЭУ.
Выборочные обследования зон опытной эксплуатации ветротехнического оборудования на территории Беларуси показали, что при оптимальном выборе строительной площадки для возведения ВЭУ (на возвышениях и открытой местности, на берегах водных массивов и т.п.) окупаемость ВЭУ при среднегодовой скорости ветра 6-8 м/с укладывается в срок около 5 лет.
Наиболее эффективно обеспечивается использование современной зарубежной ветротехники на территориях зон со среднегодовыми фоновыми скоростями не ниже 4,5 м/с на холмистом рельефе. К таким регионам относятся: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области, включая прилегающие с запада районы, Витебская возвышенность.
В итоге ветер может дать Беларуси 2-3% энергии от общего энергобаланса страны, максимум – до 5%.
Энергия солнца
По метеорологическим данным в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 85 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 243 кал на 1 см² за сутки, что эквивалентно 2,8 кВт·ч/м², а с учетом КПД преобразования для гелиоэлектричества 12% – 0,3 кВт·ч/м². Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 долл. за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1кВт·ч электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путем сжигания топлива.
Высокая стоимость солнечных коллекторов, а также сопутствующие затраты на строительно-монтажные работы, конструкции, кабели, системы управления, технические средств для обслуживания, инфраструктуру в настоящее время накладывают сильные ограничения на развитие гелиоэнергетики в Беларуси.
Основными направлениями использования энергии солнца будут гелиоводоподогреватели (ГВН) и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве. Стоимость оборудования для жилого дома или коттеджа варьируется в пределах 900-3500 долл.
Отдельный интерес представляет пассивное использование солнечной энергии методом строительства домов “солнечной архитектуры “. Расчеты показывают, что количества энергии, падающее на южную сторону крыши домов площадью 100 м² на широте Минска, вполне хватает даже на отопление зимой. Размеры дешевого гравийного теплового аккумулятора под домом вполне приемлемы.
Пока игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого принципа – немецкий Международный Образовательный Центр. Если проектирование зданий проводить с учетом энергетического потенциала климата местности и условий для саморегулирования теплового режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно сократить на 20-60%. Так, строительство на принципах “солнечной архитектуры” может снизить годовое теплопотребление до 70-80 кВт/м².
Рис. 2. Проектное предложение по энергоэффективной застройке района г. Минска (засл. арх. РБ А.А. Соболевский)
В статье были использованы материалы белорусского портала по альтернативной энергетике Reenergy.by
Алексей Смирнов
Географический факультет МГУ
Те, кто считает природную энергию бесплатной, глубоко заблуждаются. Практически все оборудование поступает к нам из-за границы и проходит долгую цепочку наценок. К стоимости прибавляется таможенная пошлина, НДС, надбавка поставщика, фирмы, которая возьмется за монтаж. В итоге белорусскому потребителю любая установка, будь то ветряк или солнечная панель, обойдется значительно дороже, чем европейцу.
Но это не значит, что на возобновляемой энергетике для частных потребителей в Беларуси можно поставить крест. Есть случаи, когда обойтись без альтернативных источников практически невозможно.
Отопление из скважины
Самый популярный вид альтернативной энергии у владельцев частных домов — геотермальная. Для ее получения бурится скважина и устанавливается тепловой насос. Системе достаточно закачать из недр жидкость температурой всего около десяти градусов, а специальные тепловые насосы способны забрать у нее энергию и нагреть воду в доме до температуры 50—60 градусов. Поясняя принцип работы тепловых насосов, эксперты часто используют выражение “холодильник наоборот”. Закаченная из недр вода охлаждается на несколько градусов, а освобожденная при этом энергия используется для отопления коттеджа или подогрева воды в кране.
По экспертным оценкам, в частном секторе Беларуси установлено несколько сотен тепловых насосов. Их владельцы отапливают свои дома и получают горячую воду без использования газа, дров и другого топлива. Единственный ресурс, который им приходится затрачивать — электроэнергия для работы оборудования. Одного киловатта достаточно, чтобы добыть из-под земли 4—5 киловатт тепловой энергии.
Найти фирму, готовую установить такое оборудование, не составит труда. Некоторые из них работают с клиентами во всех регионах страны. Сложность возникнет скорее с ценой. Геотермальное отопление для коттеджа площадью 150 квадратных метров с установкой немецкого оборудования обойдется примерно в 20—25 тысяч евро. Срок службы оборудования — более 30 лет. Но при действующих ценах на энергоносители примерно таким же будет и срок окупаемости.
— Интерес к использованию возобновляемой энергии в Беларуси очень высок, но мы призываем наших клиентов реально смотреть на вещи и не гнаться за европейской модой, — говорит Владимир Потещенко, заместитель директора одной из минских фирм, поставляющих на наш рынок энергосберегающее оборудование, в том числе тепловые насосы и солнечные коллекторы. — Экономически возобновляемые источники оправданны лишь в том случае, если рядом нет газопровода или электросетей. Таких заказов к нам поступает лишь пять процентов от общего количества.
Солнечная арифметика
В нашей стране в среднем 51 ясный день в году. А на один квадратный метр земли в год поступает примерно тысяча киловатт солнечной энергии, что эквивалентно 100 литрам дизельного топлива или 100 кубометрам природного газа. Тем не менее солнечные батареи на крышах наших домов можно встретить нечасто. Но при желании установить их можно. Цена системы из двух батарей, аккумуляторов и блока управления европейского производства доходит до 30 тысяч евро. На солнечные батареи поступают лишь единичные заказы. Зато активно начали использовать энергию светила государственные и частные предприятия в местах, где нет электросетей.
Среди частных потребителей больше распространены солнечные коллекторы для нагрева воды. Накопленная энергия аккумулируется в специальных бойлерах, поэтому пользоваться теплой водой можно даже ночью. Коллекторы приносят эффект летом и в межсезонье. Причем они улавливают солнечное тепло даже в пасмурную погоду, но с меньшей эффективностью.
Для небольшого частного дома достаточно двух солнечных установок. Они монтируются на крыше и могут обеспечить до 70 процентов потребности в горячей воде семьи из 3—4 человек. Стоят коллекторы 12—16 миллионов рублей. По мнению специалистов, это наиболее доступный и быстроокупаемый вариант использования возобновляемой энергии в нашей стране.
— Подогревать воду от солнца мы решили совершенно случайно после просмотра ролика на “Евроньюс”, — делится опытом Дмитрий Барбарчик, владелец коттеджа в частном секторе Бреста. — Давно хотели внести свой вклад в развитие “зеленого” направления, и два года назад на нашей крыше появились два солнечных коллектора немецкого производства. Продавец обещал, что их можно использовать для подогрева воды и зимой, но на практике это не подтвердилось. В холодную пасмурную погоду автоматически включается электрический бойлер, так что горячая вода в доме есть всегда. Зато практически все лето мы используем энергию солнца, чем я лично очень горжусь.
Навстречу ветру
В таких странах, как Дания, Германия, Австрия, “ветряки” стали частью местного пейзажа. У нас в частном секторе их можно встретить лишь в самодельном исполнении. Но скоро ситуация может поменяться — на то есть две веские причины. Во-первых, завод в городе Барань (Оршанский район) выпустил опытный образец отечественной ветроустановки для обеспечения электроэнергией частных коттеджей. Он проходит испытания и уже в этом году должен поступить в продажу. А во-вторых, Европа обновляет свой ветропарк и бывшие в употреблении агрегаты начали поступать в том числе и на наш рынок. Цена их значительно ниже новых. Один киловатт установленной мощности стоит примерно 1000—1200 евро. Для обеспечения частного дома электроэнергией от ветра придется потратить не менее 10 тысяч евро.
— К нам часто обращаются люди, которые купили за рубежом ветроагрегат или солнечную батарею, а они практически не работают в наших условиях, — отметил исполнительный директор ассоциации “Возобновляемая энергетика” Владимир Нистюк. — Поэтому перед тем как устанавливать оборудование, необходимо изучить особенности местности и проконсультироваться с опытными специалистами, иначе траты будут бессмысленными. А вообще вначале нужно утеплить стены современными материалами и приобрести энергоэффективные бытовые приборы. Бессмысленно обеспечивать коттедж возобновляемыми источниками энергии, если в нем промерзают стены и используются “лампочки Ильича”.
В перспективе 25—30 процентов энергии Беларусь сможет получать из возобновляемых источников, уверен специалист, но без государственной поддержки достичь такого высокого показателя невозможно. К примеру, в европейских странах на покупку оборудования для использования возобновляемой энергии выделяются субсидии, беспроцентные кредиты, предусмотрены налоговые льготы. Таким образом государство инвестирует в свою энергетическую безопасность и обеспечивает устойчивое развитие. К сожалению, у нас пока ситуация обратная. К примеру, тепловые насосы облагаются пятнадцатипроцентной таможенной пошлиной, по полной снимается и НДС. А владельцы коттеджей скрывают, что они используют геотермальную энергию опасаясь, что Энергонадзор им в разы повысит тариф, посчитав, что дом отапливается электричеством.
Остается надеяться, что со временем ситуация изменится и помимо экологических появятся и весомые экономические стимулы использовать возобновляемые источники энергии. В начале своего появления и мобильные телефоны размером с кирпич стоили более тысячи долларов. Буквально за пару лет они подешевели в десять раз. Можно предположить, что такой же обвал цен произойдет и в “зеленой” энергетике и уже через лет пять обычный белорус сможет посмотреть на тепловой насос или солнечную батарею как потребитель.
