Нетрадиционные источники энергии

К нетрадиционным энергетическим ресурсам или нетрадиционным возобновляемым источникам энергии (НВИЭ), согласно резолюции Генеральной Ассамблеи ООН, относятся: гидроэнергия, солнечная энергия, энергия ветра, энергия приливов и отливов, энергия волн, энергия температурного градиента моря, энергия биомассы.

В последнее время возрос научный и практический интерес к НВИЭ, что определяется экологическими и социальными причинами. Хозяйственное использование солнечной энергии началось в 50-х годах XX в. Фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии обеспечивают работу космических аппаратов, запущенных в СССР и запускаемых в России. Промышленное наземное использование солнечной энергии в России ограничено в связи с особенностями природных условий: в целом территория страны характеризуется небольшим количеством солнечных дней в году. Потенциал солнечной энергии со, составляет около 2 млрд. т условного топлива в год.

Использование энергии ветра имеет в России свою историю. В конце XIX — начале XX в. она использовалась достаточно широко: суммарная мощность ветряных мельниц превышала 1 млн. кВт, а их количество достигало 200 тыс. В 1900 г. на энергию ветра в топливно-энергетическом балансе приходилось около 20%. Возможность и целесообразность использования энергии ветра, прежде всего, зависит от характеристик ветра в месте установки ветродвигателя. В первую очередь имеет значение среднегодовая скорость ветра. Принято считать, что установка крупных ветроэнергетических агрегатов, имеющих возможность конкурировать с традиционными энергоустановками, целесообразна при среднегодовой скорости ветра не ниже 5—7 м/с. Таких районов в России достаточно много, но они зачастую мало освоены и потребности в энергии там незначительны. Новый этап в развитии ветровых электростанций (ВЭС) был связан с программами конверсии. В 1994 г. на Калмыцкой ВЭС смонтирован экспериментальный образец ВЭС мощностью 1 МВт. Предусмотрено создание ВЭС общей мощностью до 200 МВт в различных регионах страны.

Получение геотермальной энергии основано на использовании энергии Земли: теплового потока, поднимающегося из недр к поверхности земли. Этот тепловой поток создает в верхних слоях земли градиент температуры — так называемую геотермальную ступень. В регионах молодого вулканизма, в районах разломов земной коры геотермальная ступень может достигать существенных величин (60 К/км и более) по сравнению со средними значениями (20—30 К/км). Такие территории, называемые гипертермальными, перспективны для получения геотермальной энергии. В России к таким районам относят полуостров Камчатку, остров Сахалин и Курильские острова. Благоприятные условия для использования геотермальной энергии имеются также в Ставропольском крае, Республике Дагестан.

В мировой практике в настоящее время геотермальная энергия используется лишь в тех случаях, когда на глубинах, достигающих нескольких километров, устанавливается наличие природного коллектора, содержащего горячую воду или пар при давлении, равном или превышающем гидростатическое. Этот так называемый геотермальный флюид извлекается на поверхность через пробуриваемые скважины и отдает тепло либо для отопительных целей, либо для производства энергии. В США и России были предприняты попытки использования геотермального тепла, сосредоточенного в сухих горных породах, однако положительных результатов получено не было.

Общие потенциальные запасы термальных вод Российской Федерации с температурой 40—140°С, оцененные в начале 1980-х годов, составили более 8 млрд. т условного топлива в год. Однако это тепло следует рассматривать, как низкопотенциальное и оно может быть использовано не всегда. Для использования геотермальной энергии с00ружаются геотермальные электростанции. Паужетская геотермальная ЭС мощностью 11 МВт, построенная на Камчатке в 1967 г., стала первой электростанцией этого типа в России. В перспективе предполагается создание геотермальных опытных установок мощностью 3 МВт на Каясулинском месторождении в Ставропольском крае.

Энергия приливов основана на действии гравитационных сил Земли. Возможность и целесообразность строительства приливных электростанций определяется, прежде всего, высотой приливов, которая в свою очередь зависит от географического положения, рельефа дна, формы береговой линии. Приливная волна достигает значительных высот в вершинах воронкообразных заливов, открытых в сторону океана. Наибольшая высота прилива на Земле (16,2 м) достигается в заливе Фанди в Канаде. В России наибольшие приливы наблюдаются в Пенжинской губе Охотского моря (13,4 м) и в Мезенской губе Белого моря (Юм). В Кислой губе в 1968 г. была создана вторая в мире приливная электростанция мощностью 400 кВт.

С биологическими ресурсами связано понятие «биомасса». Биомасса включает:

• дикорастущую и специально выращенную для энергетических целей растительность;

• отходы лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности;

• отходы полеводства, животноводства и птицеводства;

• отходы пищевой и ряда других отраслей промышленности;

• бытовые отходы, канализационные стоки и пр.

Прямое сжигание биомассы исторически служило в России основным источником тепла для обогрева жилища и приготовления пищи. В настоящее время использование энергии биомассы в хозяйстве связано с вопросом рентабельности, которая определяется в основном затратами на ее сбор, доставку на электростанцию, хранение и предварительную подготовку. В России биоэлектростанции имеют местное значение, например они, создаются при леспромхозах. Кроме того, разработано несколько типов биоэнергетических (биогазовых установок) для утилизации отходов фермерских хозяйств.

В 1990-х годах в России стали уделять большое внимание переработке мусора и твердых бытовых отходов. Эта проблема особенно актуальна для больших городов, что связано с отчуждением значительных участков земли, а также неблагоприятной санитарно-гигиенической и эстетической обстановкой в зоне свалок. Энергетический эффект от использования отходов не является в данном случае главным аргументом при создании энергетических установок биологического типа.

Таким образом, обеспеченность хозяйства России природными ресурсами в целом оценивается как высокая, что благоприятно для дальнейшего социально-экономического развития страны. Особенностью природно-ресурсного потенциала Российской Федерации является его крупномасштабность и комплексность.

Значительный природно-ресурсный потенциал России вносит существенный вклад в обеспечение ее стратегической безопасности, позволяя РФ занимать особое место среди индустриальных стран мира. Следовательно, природно-ресурсный потенциал представляет собой мощный рычаг геополитики, который может быть использован для создания финансовой и технической базы развития высокотехнологичных отраслей отечественной экономики. Помимо того, что природно-ресурсный комплекс позволяет обеспечить внутренние потребности экономики, он также является одним из условий вхождения России в мировую экономику (экспорт минерально-сырьевой продукции составляет 65% общего объема экспорта страны). Ниже приводятся некоторые данные о доле России в мировой добыче сырья на конец XX — начало XXI в., %.

Природный газ ………………………24

Сырая нефть …………………………9-10

Уголь …………………………………5-7

Бокситы ………………………………3

Железная руда ………………………7-8,6

Никель ……………………………….23

Однако не следует обольщаться размерами и богатством природно-ресурсного потенциала России, который пока не вполне рационально используется. Так, в товарной структуре экспорта России год от года увеличивается абсолютный объем и доля минеральных ресурсов, на которые приходится более половины стоимостной оценки объема экспорта (53,8% в 2000 г. по сравнению с 44,1% в 1994 г.). Увеличивается абсолютный объем экспорта древесины, но не меняется ее доля в товарной структуре экспорта страны (4,3% — 1994, 2000 гг.). Увеличивается также объем экспорта металлов, драгоценных камней и изделий из них, при этом их доля в товарной структуре экспорта сокращается (28,0% в 1994 г. и 21,6% в 2000 г.). В целом за 1992—2002 гг. экспорт минерального сырья продуктов его переработки обеспечивал 65—70% валютных поступлений в Россию. Но из страны вывозятся 41—45% добываемой нефти, 30—33% газа. 85—90% меди, до 97% никеля, 30—34% производимых нефтепродуктов, до 99% алюминия. А это значит, что, продавая за рубеж значительную часть сырьевой и черновой продукции (руды, концентраты, металлы) без ее переработки, наша страна может превратиться в сырьевой придаток других развитых стран, умеющих беречь свои природные ресурсы, прежде всего, исчерпаемые и невозобновляемые.

Дата добавления: 2014-12-27