М. В. Куклина1, М. А. Макаров2, А. В. Мартынюк



Скачать 152.23 Kb.
Дата26.04.2016
Размер152.23 Kb.
УДК 33:620.92

Экономическая эффективность использования Альтернативных источников энергии
М.В.Куклина1, М.А. Макаров2, А.В. Мартынюк3 , Т.И. Зимина4

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет,

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены основные причины перехода к альтернативным источникам энергии, также проведён анализ перспектив применения АИЭ в России и в Иркутской области.

Библиогр. 9 назв.

Ключевые слова: альтернативная энергетика; энергосбережение; возобновляемость.
ECONOMIC EFFICIENCY OF USE OF ALTERNATIVE POWER SOURCES

M.Kuklina, M.Makarov, A.Martynyuk, I.Raznobarskiy

National Research Irkutsk State Technical University,

83 Lermontov St., Irkutsk 664074

The article is devoted to the main reasons for transition to alternative power sources. The authors have analyzed prospects of alternative power sources application in Russia, considered APS application in Irkutsk region.

Bibliogr. 3 refs.

Keywords: alternative power, energy saving, renewability

Альтернативная энергетика основана на использовании возобновляемых источников энергии. К ним относятся уже существующие источники энергии, использующие энергию солнца, ветра, приливов и отливов, морских волн, внутреннее тепло планеты, биотопливо.

Альтернативная энергетика может стать той путеводной звездой, которая выведет Россию из продолжительного социально-экономического кризиса на путь устойчивого развития. Возобновляемые энергоресурсы энергии распределены относительно равномерно, поэтому лидерство в их использовании, скорее всего, завоюют страны с квалифицированной рабочей силой, восприимчивостью к нововведениям, эффективными финансовыми структурами и стратегическим предвидением.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

Глобально-экологическая: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI века.

Политическая: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы.

Экономическая: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, а на традиционную – повышаются;

Социальная: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, – всё это увеличивает социальную напряженность.

Эволюционно-историческая: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

В нашей стране проблема нехватки энергоносителей и электроэнергии пока остро не стоит. Но поскольку цены на нефть все растут, а запасы ее отнюдь не бесконечны, то эта проблема может остро проявиться в относительно недалеком будущем. В России есть условия для использования всех типов возобновляемых источников энергии. Однако вложения в эту отрасль окупаются далеко не сразу. И, несмотря на то, что в перспективе электростанции, использующие возобновляемые источники энергии окупают себя, начальные капиталовложения очень велики, и далеко не всякое предприятие может себе это позволить. К тому же, электроэнергия, получаемая из традиционных источников, все еще дешевле, хотя при существующих темпах роста тарифов нельзя быть уверенным, что через несколько лет ситуация не изменится. Энергия же, получаемая из возобновляемых источников, становиться все дешевле. А как только использование альтернативных источников станет выгодным, в эту отрасль тут же последуют огромные капиталовложения. Но у традиционных, экологически вредных видов электростанций есть важное преимущество перед альтернативными – их мощность и относительно малые площади. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что полностью вытеснить традиционные энергоносители из-за использования альтернативных в обозримом будущем не удастся.

У возобновляемых источников энергии хорошие перспективы массового применения в северных районах нашей страны, где нет единой энергосети. Их уже активно используют, но перспективы расширения там еще велики.

Спрос на маломощные установки, использующие возобновляемые источники энергии, в нашей стране довольно низок по нескольким причинам. Первая из них – высокие начальные капиталовложения. Вторая – психологический фактор. Люди привыкли к использованию существующих энергосетей, многие просто не доверяют новым технологиям. Поэтому без длительной и дорогостоящей рекламной компании нечего и думать о появлении высокого спроса на маломощные установки, работающие на альтернативных источниках энергии. Шум, производимый ветряными электростанциями, самыми дешевыми из альтернативных, сильно снижает их привлекательность в глазах покупателей.

Запасы традиционных энергоносителей не бесконечны. Поэтому переход к возобновляемым источникам энергии неизбежен. Электростанции, использующие альтернативные источники энергии, имеют свои плюсы и минусы.

Солнечную энергию можно эффективно использовать почти везде, но это дорого, требует больших площадей и огромных затрат кремния, производство которого наносит сильный вред окружающей среде.

Ветряную энергию можно эффективно использовать только в определенных типах местности. Но начальные капиталовложения в эту отрасль относительно низкие. К тому же, сейчас стоимость электроэнергии, полученной с помощью ветряных электростанций, почти равна стоимости энергии с ТЭЦ.

Общими плюсами для всех является возобновляемость и меньший урон экологии. Минусами являются дороговизна, привязанность к определенным типам местности и относительно малая мощность. Поскольку установки, использующие возобновляемые источники энергии, относительно маломощны, привязаны к определенным типам местности и довольно дороги, то пока возможно только комбинированное использование альтернативных и традиционных. Это позволит снизить потребности в нефти, угле и газе, уменьшить или остановить рост темпов их добычи, что отсрочит энергетический кризис.

В сфере ветроэнергетики на северо-западе России работают ветряные электростанции: в посёлке Куликово Калининградской области (мощность 5,1 МВт); ветряная электростанция ООО «Красное» в Ленинградской области (75 кВт); ВЭС ЗАО «Ветроэнерго» в Мурманской области (200 кВт) и ВЭС в Коми «Воркутинских электросетей» (1,2 МВт).

В центре и на юге страны: Морпосадская ветряная электростанция в Чувашии (200 кВт); ВЭС Тюпкельды в Башкирии (2,2 МВт); Калмыцкая ВЭС (1,0 МВт); Маркинская ВЭС в Ростовской области (300 кВт).

На северо-востоке России: Чукотская ВЭС (2,5 МВт) и ВЭС «Южных сетей» в селе Никольское на Камчатке (500 кВт). Суммарная мощность всех российских ветроэлектростанций, по информации Росстата 2004–2005 годов, – 13,3 МВт.

В сфере геотермальной энергетики три ГеоЭС работают на Камчатке – Паужетская (установленная мощность 12 МВт); Мутновская и Верхне-Мутновская (суммарная мощность 60 МВт).

В сфере космической энергетики Россия ведёт пока разрозненные научные исследования и существенно отстаёт от стран Запада, в частности, от США и Японии.

Сегодня в мире из биомассы получают около 70 % всей энергии, вырабатываемой из возобновляемых источников [9]. Однако в последние годы развитие отрасли замедлилось в связи с тем, что производство биотоплива из сельхозсырья вызвало глобальный рост цен на продовольствие. Более надежной и эффективной сырьевой базой для биоэнергетики может стать лесопромышленный комплекс.

Департамент государственной энергетической политики Минпромэнерго РФ планирует, что к 2015 году Россия будет производить до 3–5 % всей энергии из возобновляемых ресурсов, однако пока неясно, какую часть в этой доле будет составлять энергия биомассы – отходов лесного и деревообрабатывающего производства, животноводства, бытовых отходов.

По исследованиям Международного фонда биотехнологий было выявлено, что из главных направлений биоэнергетики в России должна быть утилизация древесных отходов. Россия могла бы использовать опыт Швеции, где потребности теплоснабжения на 80 % удовлетворяются за счет этого вида биомассы.

В настоящее время Минсельхозом объявлен конкурс по разработке закона, который бы регулировал дальнейшее поступательное развитие [7].

В сфере солнечной энергетики компании Nitol Solar, «Хевел» (ГК «Ренова»), «Русский кремний» и Подольский химико-технический завод с конца 2000-х годов начали производство солнечного кремния, несмотря на то, что мировой рынок уже практически насыщен конкурентоспособными аналогами. ГК «Ренова», кроме налаживания в чувашском Новочебоксарске производства солнечных тонкоплёночных модулей по современным швейцарским технологиям в партнёрстве с «Роснано» (совместное предприятие назвали ООО «Хевел»), ранее вышла на зарубежный европейский рынок альтернативной энергетики под маркой Avelar Energy с планами проникновения на рынки Италии, Германии, Испании и Греции. В России компания также создаёт собственный научно-технический центр в сотрудничестве с ФТИ имени Иоффе, а при поддержке правительства Чувашской Республики реализует в регионе программу энергоэффективного жилищного строительства по технологии «умный дом» и создаёт систему подготовки кадров на базе ведущих учебных и научных учреждений Чувашии. В России наиболее перспективными для развития солнечной энергетики регионами ГК «Ренова» считает Якутию, Дальний Восток, Красноярск, Иркутск, Кубань, Ставрополье и Северный Кавказ. Компания планирует реализовывать в России 15 % своих солнечных батарей. Завод по производству поликремния Nitol Solar, расположенный вблизи Иркутска, уже приступил к производству.

Среди российских компаний, планирующих открыть производство поликремния: Russian Silicon, Renova Orgsyntes, Poldosky, Baltic Silicon Valley и Synthetic Technologies. Помимо исходного сырья они будут выпускать солнечные ячейки, модули и преобразователи для национального и мирового рынков [8].

В сфере приливной энергетики на территории Мурманской области, в Кислой губе Баренцева моря работает Кислогубская ПЭС, являющаяся одновременно научной базой НИИ энергетических сооружений (НИИЭС). В Архангельской области проектируется Мезенская ПЭС мощностью 11,4 ГВт, часть энергии она сможет передавать в зарубежную Европу. КПД её ортогональных турбин (это новая российская разработка) – 63 %, что в два раза больше, чем у зарубежных аналогов. На Камчатке будут построены две мощные ПЭС, способные поделиться электроэнергией с энергодефицитными районами Юго-Восточной Азии. Мощность Тугурской ПЭС, что близ Николаевска-на-Амуре, составит 8 ГВт, а расположенной в Пенжинском заливе Пенжинской ПЭС – 87 ГВт

Основная проблема российских производителей альтернативной энергии – отсутствие законодательно-нормативной базы.

Сегодня российским предприятиям выгоднее снижать объёмы парниковых газов и получать за это деньги от торговли квотами на рынке. Так, с 1990 до 2010 года Россия, по данным местного отделения «Гринпис», снизила парниковые выбросы на 36 %, и, по мнению Всеволода Гаврилова, одного из руководителей оператора углеродных единиц в России, Сбербанка, к 2015 году может занять 10 % мирового рынка углеродных квот.

По сравнению с 2000 годом, в 2010 году в производстве электроэнергии доля возобновляемых источников энергии выросла, но не за счёт новых технологий альтернативной энергетики, а за счёт традиционных возобновляемых ресурсов – сжигания древесины и отходов целлюлозно-бумажных (ЦБК) и деревообрабатывающих комбинатов (ДОК).

В условиях отсутствия инвестиционного интереса не развивается инфраструктура российской альтернативной энергетики – нет достаточного количества и качества исследовательских работ, отсутствует мониторинг отрасли, не проводится обмен информацией, не готовятся кадры, нет общественной поддержки, нет поддержки инвесторов.

В 2000-е годы в Госдуме РФ обсуждался отдельный законопроект о возобновляемых источниках энергии, но после многолетних дискуссий законодатели ограничились принятием поправок к отдельным статьям Федерального закона 2003 года «Об электроэнергетике». После принятия в январе 2009 года Программы развития альтернативной энергетики в России ожидалось, что увеличится поток зарубежных инвестиций. Но поскольку эта программа и спустя два года не подкреплена конкретизирующими нормативно-правовыми актами, интерес к ней не проявляют ни зарубежные, ни российские инвесторы. Тем не менее, лоббирование альтернативной энергетики продолжается.

Генеральный директор ЗАО «Агентство по прогнозированию балансов в электроэнергетике» Игорь Кожуховский в «Докладе о развитии электроэнергетики за 2000–2010 годы и прогнозе до 2030 года» заявил, что при сохраняющейся ситуации с развитием альтернативной энергетики технологическое отставание России по перспективным технологиям в широком внедрении ветровых и солнечных электростанций за рассматриваемый период достигнет 30 лет. Это станет тем более негативным обстоятельством, если учесть, что ожидаемая стоимость электроэнергии от традиционных источников к 2030 году останется без изменений, а себестоимость киловатт-часа от ВИЭ будет снижаться.

Практические возможности альтернативной энергетики в России будут демонстрироваться в первую очередь в проектах в Сколкове и Сочи. Сколково предполагается полностью перевести на энергообеспечение от альтернативных источников. В районе Большого Сочи к зимней Олимпиаде–2014 должна быть запущена энергоустановка на возобновляемых источниках мощностью 1 ГВт. Солнечные батареи в Сочи, по планам организаторов, будут питать минимум четыре объекта: Большую ледовую арену, гостиницу МОК, один из корпусов РМОУ и Горную олимпийскую деревню.

Эффект энергосбережения может достигаться и за счет использования альтернативных источников энергии. В качестве альтернативных могут применяться энергоустановки малой и средней мощности, использующие возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Практически в любом месте области имеется хотя бы один вид ВИЭ, использование которого целесообразно с технической точки зрения, особенно там, где нет подачи энергии от крупных электростанций.

В Иркутской области есть населенные пункты, находящиеся в труднодоступных или отдаленных местах. Снабжение таких поселений энергоресурсами представляет весьма сложную задачу. При этом для доставки одних энергоресурсов (уголь, мазут и др.) требуются большие затраты других (электроэнергия, топливо для автомобилей и судов). К тому же привезенные энергоресурсы используются крайне неэффективно из-за устаревшего и сильно изношенного энергетического оборудования.

Для повышения эффективности теплового хозяйства отдаленных районов Институт систем энергетики разработал региональную программу «Энергообеспечение северных территорий Иркутской области на базе энергоисточников, использующих возобновляемые природные ресурсы (Братский и Усть-Кутский районы)» для ряда изолированных потребителей этих районов (семи поселков Братского района и пяти сел и деревень Усть-Кутского района), т.е. решение проблемы ученые нашли в использовании ВИЭ. Анализ потенциала ВИЭ показал, что предпочтительными видами в рассматриваемых районах являются: в Братском – древесные отходы, в Усть-Кутском – энергия малых рек.

Изолированные поселки Братского района расположены на территориях леспромхозов, где проводится массовая заготовка леса. При этом около 30 % вырубленной древесины остается на лесосеках в виде порубочных остатков. Рассмотрев различные варианты, ученые пришли к выводу, что размещение мини-ТЭЦ на древесных отходах в каждом поселке позволит в максимальной степени использовать топливо для совместного производства тепло- и электроэнергии. Ценно и то, что за счет утилизации отходов лесодобычи достигается противопожарный эффект. Кроме того, в отличие от угля и мазута при сжигании древесины в окружающую среду поступает гораздо меньше токсичных продуктов.

Для Усть-Кутского района было признано, что сооружение двух мини-ГЭС позволит экономить около 2,7 млн руб. ежегодно из областного бюджета. Ежегодная экономия средств областного бюджета, обусловленная снижением затрат на энергоснабжение указанных в программе населенных пунктов, оценивается в 5 млн руб.

Более полному использованию гидроресурсов области за счет сооружения мини- и микро-ГЭС мешает значительная неравномерность речного стока в зависимости от сезона. В подавляющем большинстве случаев энергетический потенциал рек резко падает зимой, как раз в тот период, когда значительно возрастает потребность в энергии.

Для развития ветроэнергетики благоприятными на сегодняшний день признаны лишь некоторые места побережья оз. Байкал. Использование энергии солнечного излучения эффективно лишь в южных районах области, примерно до широты г. Нижнеудинска.

В области имеется некоторый опыт эксплуатации малых энергоустановок, использующих ВИЭ. В свое время в п. Онгурены на побережье Байкала поставили ветросолнечное устройство с целью обеспечения энергией сейсмологической станции. Опыт оказался удачным. Но, несмотря на это, электроснабжение самого поселка осуществляется от дизельной электростанции. При этом стоимость киловатт-часа составляет более трех рублей. В перспективе до Онгурен планируют протянуть ЛЭП, как это уже сделали на Ольхоне. На этом уникальном острове есть все условия для развития альтернативной энергетики, но, к сожалению, этой возможностью не воспользовались, отдав предпочтение традиционному способу энергоснабжения. Подобный подход говорит о том, что в ближайшем будущем, к сожалению, не приходится ожидать широкого развития ВИЭ-энергетики на освоенной территории области.

Малые энергоисточники на базе ВИЭ имеют низкую привлекательность для потребителя, что объясняется рядом факторов: высокой себестоимостью электроэнергии из-за дороговизны и большого срока окупаемости оборудования, подчас и климатическими условиями региона, которые определяют характер энергопроизводства и энергопотребления в регионе. «Малышам» очень сложно конкурировать с современными крупными энергетическими компаниями без государственной поддержки, выражающейся в льготном налогообложении и других средствах экономического продвижения.

Поэтому ВИЭ-энергетика в области используется только до той поры, пока до потребителя не протянут ЛЭП от объединенной энергосистемы. Ведь такая ЛЭП обеспечивает устойчивость электроснабжения вне зависимости от времени года и погодных условий.

Большое энергетическое хозяйство Иркутской области не обходится без потерь всех видов энергоресурсов. Эти потери очень велики, как и в целом по России, что отрицательно влияет на экономику области, благосостояние ее жителей, экологию региона.

Но в последнее время в Иркутской области растет интерес к энергосбережению. Связано это с ростом тарифов на энергоносители и изменениями в жилищном законодательстве, которые заставляют собственников помещений более экономно относиться к потреблению всех видов энергии и следить за состоянием систем энергоснабжения.

Администрация Иркутской области принимает ряд мер, направленных на снижение потерь энергоресурсов, в первую очередь, в сфере коммунальной теплоэнергетики. Как показал опыт проведения энергосберегающих мероприятий, даже простое «латание дыр» позволяет в разы снизить потери ресурсов на всех стадиях процесса выработки, передачи и потребления тепловой энергии.

После проведения первых мероприятий, давших ощутимый энергосберегающий эффект, в основном, за счет устранения утечек в трубопроводах, наступила очередь осуществления более сложных технических, технологических и организационных проектов. Главное требование к ним: они должны быть экономически целесообразными и энергоэффективными.

Для получения наибольших энергосберегающих эффектов необходимы объединенные усилия всех причастных к энергетическим процессам. Поэтому, как считают специалисты Иркутскэнерго, на территории области необходимо создать единый высокоэффективный энергетический комплекс, который включал бы и объекты коммунальной энергетики.

Кроме областной администрации и производителей энергии, проблемами энергосбережения занимаются и органы власти муниципальных образований региона, научные учреждения, бюджетные и общественные организации, частные компании, население.

Совместные усилия различных структур по проведению энергосберегающей политики могут существенно снизить уровни общего и удельного потребления всех видов энергии в области с одновременным повышением уровня жизни.


Библиографический список
1. Морозова Л. Не сражайтесь с ветряными мельницами // Российская газета. – 2010 года. – 30 апреля.

2. Косачев К. Альтернативные источники энергии: Россия и мировой опыт // Российская газета. – 2011. – 9 июня.

3. Чубайс: Альтернативная энергетика пока не может заменить атомную. – ИА «Росбалт» (17 марта 2011 года).

4. Беляков А., Орлов А., Голубович А. Альтернативная энергетика в России // Компьютерра. – 2009. – 27 января.

5. Хвостик Е. Альтернативной энергетике нашлась альтернатива // Коммерсантъ. – 2008. – 28 октября.

6. Лисов О. Альтернативные источники энергии // Обозреватель. – 2005. – № 6.

7. О программе энергоэффективность [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ncpcrussia.ru.

8. Солнечная энергетика расшевелила и российский бизнес [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.nanonewsnet.ru

9. Центры по альтернативной энергетике – как перспективный проект ЮНИДО. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ncpc-russia.ru



1 Куклина Мария Владимировна, преподаватель кафедры УПП, е-mail: kuklina-KMV@yandex.ru

Kuklina Maria, a lecturer of Enterprises Management Department, е-mail: kuklina-KMV@yandex.ru



2 Макаров Максим Александрович, студент гр. УПИ–09–1, e-mail: mahsudd@mail.com

Makarov Maxim, a third-year student of Enterprises Management Department, e-mail: mahsudd@mail.com



3 Мартынюк Алексей Владимирович, студент гр. УПИ–09–1, e-mail: alexmar.irk@gmail.com

Martynyuk Alexey, a third-year student of Enterprises Management Department,e-mail: alexmar.irk@gmail.com



4 Зимина Татьяна Игоревна, студентка гр. УПИ–09–1, e-mail: zyoma92@mail.ru

Zimina Tatiana, a third-year student of Enterprises Management Department, e-mail: zyoma92@mail.ru







База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал