Перспективы перехода к альтернативным источникам энергии с рассмотрением вопросов энергоэффективности и энергосбережения

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 662.749.2                                      

Передовиками в развитии данных технологий являются страны Евросоюза. Разработано множество национальных и общеевропейских программ по переходу к альтернативной энергетике. И вот встает вопрос: а возможно ли при современном уровне технологий в электроэнергетике, при таких объемах производства, при такой ее себестоимости перевести какую-либо отрасль в отдельно взятой стране на использование только альтернативной энергии [1]?

Основываясь на данном вопросе, мы выбрали те страны Евросоюза экономика которых в большинстве случаев базируется на сфере услуг, в том числе туризме, поскольку именно данная сфера не относится к энергоемкому производству и, при прочих равных условиях, вполне могла бы перейти на использование альтернативной энергии: Португалия, Испания, Италия и Греция.

Вероятность того, что Киргизская Республика в ближайшее время откажется от традиционных источников энергии в пользу альтернативных, крайне мала. Одно из препятствий — ограниченные возможности солнечной и ветроэнергетики. Вторая причина — широкое распространение продукции нефте- и газохимии в самых разных сферах жизни человека и в промышленных процессах.

Киргизская Республика располагает огромными запасами экологически чистой энергии. Гидроэнергетический потенциал больших и малых рек оценивается на уровне 142,5 млрд кВт/ч, который сейчас задействован только на 10%. Более 90% всей электроэнергии в республике вырабатывается гидроэлектростанциями. Однако в данном процессе практически не задействована малая и средняя энергетика. На сегодня освоение гидроресурсов малых рек в республике составляет всего 1,27%. Кыргызстан зависит от импорта угля, природного газа, нефтепродуктов. В структуре топливно-энергетического баланса Киргизской Республики импорт составляет более 50%. В последние годы политика и ситуация Кыргызстана в области энергетики меняется. Необходимость борьбы за лучшую экологию, новые возможности повышения качества жизни людей, участие в мировом развитии прогрессивных технологий, стремление повысить энергоэффективность экономического развития и другие соображения способствовали активизации национальных усилий по созданию более зеленой энергетики, движению к низкоуглеродной экономике. Потенциальные энергоресурсы НВИЭ Киргизской Республики, реально доступные при нынешнем уровне развития техники и технологий, составляют 840 млн т. у. т. в год. В настоящее время практическое использование НВИЭ незначительно и в энергобалансе страны оно составляет лишь 0,17% [2].

Как и многие страны, Кыргызстан видит экономическую выгоду в реализации проектов возобновляемых источников энергии. Развитие возобновляемой энергетики в стране, с точки зрения экономики, экологии и социального аспекта, представляется целесообразным и выгодным. Кыргызстан относится к числу регионов, обладающих огромным потенциалом возобновляемой энергии. Особенностями использования ВИЭ в Киргизской Республике является наличие значительной горной территории, которая занимает более 90% всей площади. Большая часть населения проживает в сельской местности (более 60%), это предгорные и горные децентрализованные местности, куда доступ традиционного топлива затруднителен. Если использование ВИЭ в промышленно развитых странах определяется в основном вопросами охраны окружающей среды и требованиями поиска, дополнительных энергоресурсов, то для Кыргызстана следует рассматривать использование ВИЭ как решение, прежде всего, социально-экономических проблем населения и в первую очередь сельского [3].

Автономность и маломощность отдаленных потребителей делает перспективным использование локальных автономных систем на основе ВИЭ, не требующих подключение к существующим электрическим сетям. В Киргизской Республике к настоящему времени освоено производство солнечных коллекторов, солнечных водонагревательных установок различных модификаций. Возобновляемая энергетика особенно актуальна для отдаленных территорий от магистральных ЛЭП, где ее внедрение существенно уменьшит расход на электроэнергию, так как отпадет необходимость в транспортных расходах на доставку мазута и других традиционных энергоносителей. В первую очередь это зоны, которые обладают большим потенциалом возобновляемых источников энергии, а также зоны децентрализованного энергоснабжения. Электроснабжение в отдаленных населенных пунктах, крестьянско-фермерских хозяйств, лагерей альпинистов и дачных участков осуществляется в основном с помощью бензиновых и дизельных генераторов малой мощности, работающих на дорогостоящем привозном органическом топливе. По этой причине себестоимость производства электроэнергии высокая, что негативно сказывается на финансовом благополучии населения, ведения сельхоз работ крестьянско-фермерских хозяйств, комфортности быта и эффективности бизнеса. Перспективными для развития возобновляемых источников энергии являются населенные пункты и крестьянско-фермерские хозяйства, которые располагаются на больших расстояниях от систем централизованного энергоснабжения. Прокладка новых сетей связана с большими финансовыми затратами для энергетических компаний, что крайне невыгодно.

Достоинства децентрализованного энергоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии — это сокращение затрат на транспортировку дорогостоящего топлива в отдаленные населенные пункты, повышение надежности энергоснабжения, отсутствие необходимости в строительстве относительно дорогостоящих линий электропередач, значительное снижение стоимости инженерных коммуникаций за счет уменьшения их протяженности, а значит сокращение потерь электрической энергии, эксплуатационных и ремонтных издержек. Одним из перспективных для использования энергии солнца является Киргизская Республика. Климатические особенности диктуют свои условия. Здесь много солнечных дней — средняя продолжительность солнечного сияния в Киргизской Республике несколько ниже, чем в Узбекистане (2870 ч), Туркмении (2900 ч), равна ПСС в Армении (2670 ч) и выше, чем в других республиках и регионах стран СНГ. Годовая сумма солнечной радиации на горизонтальной поверхности 1000–1700 кВт×ч/м2 [4].

Более 50% прямое солнечное излучение., именно поэтому приходится экспериментировать с маломощными СЭС. Они работают в связке с дизельными электростанциями в отдаленных населенных пунктах и крестьянско-фермерских хозяйствах. Кыргызстан считается перспективным для развития солнечной энергетики. Использование альтернативных источников энергии в Киргизской Республике актуально по нескольким причинам. Во-первых, климатические условия благоприятны. Во-вторых, существует проблема электроснабжения отдаленных населенных пунктов и крестьянско-фермерских хозяйств от централизованной электрической сети, они вынуждены использовать дизельные электростанции, что отрицательно сказывается на экологии и ведет к высоким финансовым затратам на топливо. Подводя итог, можно отметить, что Киргизская Республика обладает существенным потенциалом возобновляемых источников энергии, имеется возможность внедрения целого ряда установок возобновляемой энергетики с использованием энергии ветра, солнца, энергии рек и биоэнергии. Потенциальные энергоресурсы НВИЭ Республики, доступные при нынешнем уровне развития техники и технологий, составляют 840 млн. т. у. т. в год.

Солнечные установки различных модификаций малой мощности производятся целым рядом местных производителей. Производство солнечных сушилок, солнечных обогревателей, солнечных концентраторов, фотоэлектрических систем Центром развития ВИЭ и энергоэффективности. Разработана стационарная тепломассообменная модель сушилки в первом периоде в радиационно-конвективных (РКС), радиационных (PC) и конвективных (КС) тепловых сушилках. Проведено исследование их КПД и скоростей сушки в первом периоде в зависимости от основных конструктивных и технологических параметров процесса. Сравнение результатов расчета и эксперимента показало достаточно хорошее (до 20+30%) согласование [5].

В прошлом году в Киргизской Республике было открыто совместное предприятие с немецкими партнерами по производству ФЭС. На территории КП «Бишкектеплоэнерго» установлены 364 плоских солнечных коллектора мощностью 1,4 кВт×ч каждый, общая мощность составляет 0,518 МВТ или 0,445 Гкал/ч. При этом экономия природного газа составит 124,8 тыс куб. м в год на сумму 2,2 млн сомов при существующем тарифе. На территории котельной «Орто-Сай» размещено 120 панелей мощностью по 1,4 кВт×час, общая мощность комплекса — 0,168 МВт или 0,144 Гкал/час. Максимальная рабочая температура 90–120 °С.

При использовании потенциала возобновляемых источников энергии в Киргизской Республике можно было бы обеспечить электрической энергией в первую очередь отдаленных населенных пунктов с децентрализованными потребителями, с плохой топливной базой, недостаточным развитием электрических сетей, низкими показателями надежности энергоизолированных территорий, а также повысить эффективность и экологичность производства электрической энергии.