Введение. Потребности человечества в энергии увеличиваются с каждым годом

Потребности человечества в энергии увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Ограничены также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реак­торах-размножителях плутоний.

Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива - водорода, однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т. е. без участия в этом процессе реакторов деления.

Остаются два пути: ресурсосбережение и использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Другой проблемой является то, что современная энергетика является одним из главных загрязнителей. Электростанции, работающие на традиционных видах топлива, вносят до 30 % объема вредных выбросов атмосферы, загрязняют землю и воду продуктами сгорания и сточными водами. Выделяющиеся газы в значительной степени связаны с парниковым эффектом.

К новым формам энергии в первую очередь относятся:

- солнечная и геотермальная энергия,

- приливная,

- атомная (рассматриваем вместе с термоядерной),

- энергия ветра и энергия волн.

Хозяйственная деятельность человека сопряжена с расходованием громадного количества органического топлива, накопленного природой за миллионы лет эволюции. Значительную часть потребляемых в мире топливно-энергетических ресурсов использует энергетика - базовая от­расль современной экономики.

Сжигание органического топлива приводит к опасным экологиче­ским последствиям: загрязнению атмосферы диоксидом серы, оксидами азота, несгоревшими углеводородами, золой и сажей. Выбросы углеки­слоты или диоксида углерода СО₂ приводят к парниковому эффекту, по­теплению климата планеты и повышению уровня Мирового океана с за­топлением прибрежных участков суши.

Альтернативой сжиганию органического топлива считается атом­ная энергетика. Ядер­ное топливо, применяемое в широко распространенных реакторах на те­пловых нейтронах, - это уран. Он тоже исчерпаем. Кроме этого, не до конца решена проблема хранения и переработки радиоактивного отра­ботавшего ядерного топлива.

Наука работает над освоением термоядерной энергии синтеза лег­ких элементов, что дало бы человечеству неограниченные энергоре­сурсы. Сырьем для этого синтеза является дейтерий (нуклид водорода с атомной массой 2). В природе на каждые 10 000 атомов обычного во­дорода приходится один атом дейтерия; энергия дейтерия, содержаще­гося в одном литре воды, эквивалентна 300 литрам бензина. Запасы дей­терия в океане громадны. Однако до настоящего времени реакция тер­моядерного синтеза эффективно реализована только в водородной бом­бе. Для осуществления этой реакции необходимы очень высокие темпе­ратуры - сотни миллионов градусов, что пока не позволяет применить управляемый термоядерный синтез в энергетике. Международным кон­сорциумом с участием российских ученых и инженеров разрабатывают­ся энергетические установки с управляемым термоядерным синтезом, однако трудно ожидать успешного завершения этих работ в ближайшие годы.

В традиционной энергетике заметную роль играют гидроэлек­тростанции. Гидростанции работают на возобновляемом энергоносителе - убыль воды в водохранилище восполняется атмо­сферными осадками. ГЭС особенно эффектив­ны на реках с большим расходом воды и при больших перепадах высот (напорах). В равнинных местностях, например в Поволжье, их строи­тельство приводит к затоплению водохранилищами больших площадей земли, которые таким образом выводятся из хозяйственного землеполь­зования (поэтому так мала доля ГЭС в энергетике густонаселенной За­падной Европы). Строительство крупных ГЭС влечет ряд неблагоприятных эколо­гических последствий. Высокие плотины вызывают подъем уровня во­ды в водохранилище, что приводит к заболачиванию берегов. В местах с сухим климатом подъем грунтовых вод, выносящих на поверхность рас­творенные соли, способствует засолению почв. В стоячей воде водохра­нилища накапливаются взвешенные твердые частицы, происходит заи­ливание. При штормовых ветрах волнение поднимает ил в верхние слои, загрязнение воды губительно для рыбы. Неблагоприятно сказываются на речных живых организмах и попуски воды при пусках и остановах гидроагрегатов. Ледовый покров в водохранилищах вскрывается в сред­нем на две недели позже, чем это было в реке до строительства ГЭС, соответственно задерживаются сроки начала речной навигации. Нако­нец, накопление масс воды в водохранилище изменяет сложившееся за геологические эпохи равновесие в земной коре. Разрушение плотин при землетрясениях или по другим причинам чревато катастрофическими последствиями.

В связи с сокращением природных запасов традиционных энерго­носителей (нефти и природного газа), ростом цен на них, возникновени­ем экологических проблем мировая экономика все больше уделяет внимание поиску и освоению альтернативных (нетрадиционных, возобновляемых) ис­точников энергии (АИЭ). Разрабатываются меры экономической под­держки АИЭ: налоговые, кредитные и тарифные льготы, правовая поддержка, государственные программы развития.

Основным препятствием для освоения АИЭ являются малые удельные мощности установок, высокие капитальные затраты, низкий уровень государственной поддержки. Рост инвестиций в это направле­ние энергетики сдерживается пока отсутствием платежеспособного спроса. В ближайшем будущем доля АИЭ в энергетическом балансе России, несомненно, будет увеличиваться.

Традиционные источники энергии

К традиционным источникам в первую очередь относятся: тепло­вая, атомная и энергия потока воды.

Тепловая электростанция (ТЭС) - электростанция, вырабаты­вающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива.

Около 75 % всей электроэнергии России производится на тепло­вых электростанциях. Большинство российских городов снабжаются именно ТЭС, часто используются и ТЭЦ - теплоэлектроцентрали, про­изводящие не только электроэнергию, но и тепло в виде горячей воды. Такая система является довольно-таки непрактичной т. к. в отличие от электрокабеля надежность теплотрасс чрезвычайно низка на больших расстояниях, эффективность централизованного теплоснабжения при передаче также значительно понижается. Подсчитано, что при протя­женности теплотрасс более 20 км (типичная ситуация для большинства городов) установка электрического бойлера в отдельно стоящем доме становится экономически выгодна.

На тепловых электростанциях преобразуется химическая энергия топлива сначала в механическую, а затем - в электрическую.

Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразде­ляют на конденсационные (КЭС), предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), произ­водящие, кроме электрической, тепловую энергию в виде горячей воды и пара. Крупные КЭС районного значения получили название государ­ственных районных электростанций (ГРЭС).

Тепловые конденсационные электростанции имеют невысокий КПД, так как большая часть энергии теряется с отходящими топочными газами и охлаждающей водой конденсатора. Сооружать КЭС выгодно в непосредственной близости от мест добычи топлива. При этом потребители электроэнергии могут нахо­диться на значительном расстоянии от станции.

ТЭЦ отличается от конденсационной станции установленной на ней специальной теплофикационной турбиной с от­бором пара. На ТЭЦ одна часть пара полностью используется в турбине для выработки электроэнергии в генераторе и затем поступает в конден­сатор, а другая, имеющая большую температуру и давление, отбирается от промежуточной ступени турбины и используется для теплоснабже­ния. Коэффициент полезного действия ТЭЦ достигает 60...70 %. Такие станции строят обычно вблизи потребителей - промыш­ленных предприятий или жилых массивов. Чаще всего они работают на привозном топливе.

К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь не бесконечны. Природе, чтобы создать эти запасы, потребовались миллионы лет, из­расходованы они будут за сотни лет. Сегодня в мире стали всерьез за­думываться над тем, как не допустить хищнического разграбления зем­ных богатств. Ведь лишь при этом условии запасов топлива может хва­тить на века.

Гидроэлектрическая станция, гидроэлектростанция (ГЭС) -комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечиваю­щих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую.

Напор ГЭС создается концентрацией падения реки на используе­мом участке плотиной, либо деривацией, либо плотиной и деривацией совместно. Основное энергетическое оборудование ГЭС размещается внутри здания ГЭС: в машинном зале электростанции - гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства автоматического управле­ния и контроля; в центральном посту управления - пульт оператора-диспетчера или автооператора гидроэлектростанции. Повышающая трансформаторная подстанция размещается как внутри здания ГЭС, так и в отдельных зданиях или на открытых площадках. Распределительные устройства зачастую располагаются на открытой площадке. Здание ГЭС может быть разделено на секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательным оборудованием, отделённые от смежных частей зда­ния. При здании ГЭС или внутри него создаётся монтажная площадка для сборки и ремонта различного оборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.

По схеме использования водных ресурсов и концентрации напо­ров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, дериваци­онные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные, гидроакку-мулирующие и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор во­ды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уро­вень воды в верхнем бьефе. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинныс ГЭС строят и на равнинных много­водных реках, и на горных реках, в узких сжатых долинах.

Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по срав­нению с топливно-энергетическими ресурсами - их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэто­му сооружению ГЭС, несмотря на значительные, удельные капитало­вложения на 1 кВт установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.

Атомная электростанция (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию, В отличие от ТЭС, работаю­щих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем. При делении 1 г изотопов урана или плутония высвобождается 22 500 кВт-ч, что эквивалентно энергии, содержащейся в 2800 кг условного топлива. Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно превы­шают энергоресурсы природных запасов органического топлива (нефть, уголь, природный газ и др.). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе. Кроме того, необходимо учитывать всё увеличивающийся объём потребления угля и нефти для технологических целей мировой химической промышленно­сти, которая становится серьёзным конкурентом тепловых электростан­ций. Несмотря на открытие новых месторождений органического топ­лива и совершенствование способов его добычи, в мире наблюдается тенденция к относительному увеличению его стоимости. Это создаёт наиболее тяжёлые условия для стран, имеющих ограниченные запасы топлива органического происхождения. Очевидна необходимость быст­рейшего развития атомной энергетики, которая уже занимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира.

При работе реактора концентрация делящихся изотопов в ядерном топливе постепенно уменьшается и топливо выгорает. Поэтому со вре­менем их заменяют свежими. Ядерное горючее перезагружают с помо­щью механизмов и приспособлений с дистанционным управлением. От­работавшее топливо переносят в бассейн выдержки, а затем направляют на переработку.

АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электро­станций: при нормальных условиях функционирования они обсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и соответственно могут быть размещены практически везде, но­вые энергоблоки имеют мощность практичеки равную мощности сред­ней ГЭС, однако коэффициэнт использования установленной мощности на АЭС (80 %) значительно превышает этот показатель у ГЭС или ТЭС. Об экономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт, что из 1 кг урана можно получить столько же тепло­ты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

Значительных недостатков АЭС при нормальных условиях функ­ционирования практически не имеют. Однако нельзя не заметить опас­ность АЭС при возможных форс-мажорных обстоятельствах: землетря­сениях, ураганах, и т. п. - здесь старые модели энергоблоков представ­ляют потенциальную опасность радиационного заражения территорий.

Лекция 2

Альтернативные (нетрадиционные) источники энергии

При существующем уровне научно-технического прогресса энер­гопотребление может быть покрыто лишь за счет использования орга­нических топлив (уголь, нефть, газ), гидроэнергии и атомной энергии на основе тепловых нейтронов. Однако по результатам многочисленных исследований органическое топливо в недалеком будущем может удов­летворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет других ис­точников энергии - нетрадиционных и возобновляемых.

Возобновляемые источники энергии - это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружаю­щей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является след­ствием целенаправленной деятельности человека, и в этом ее отличи­тельный признак.

Невозобновляемые источники энергии - это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников в отличие от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высво­бождается в результате целенаправленных действий человека.

В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г.) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энер­гии относятся:

солнечная,

ветровая,

геотермальная,

энергия морских волн,

приливов и океана,

энергия биомассы,

древесины,

древесного уг­ля,

торфа,

тяглового скота,

сланцев,

битуминозных песчаников и

гидро­энергия больших и малых водотоков.

В последнее время очень актуальна тематика альтернативных ис­точников энергии. Наиболее перспективным из них представляется сол­нечная энергия.

У солнечной энергии два основных преимущества. Во-первых, ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд лет. Во-вторых, ее использование не влечет за собой нежелательных экологиче­ских последствий.

Однако использованию солнечной энергии мешает ряд трудно­стей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она неконтроли­руемо рассеивается. Чтобы получать большие количества энергии, тре­буются коллекторные поверхности большой площади. Кроме того, воз­никает проблема нестабильности энергоснабжения: солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает безоблачная погода, день сменяется ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии. И наконец, многие виды применения солнечной энергии еще как следует не апробированы и их экономическая рентабельность не до­казана.

Другим перспективным альтенативным источником является гео­термальная энергия. Геотермальная энергия, т. е. теплота недр Земли, уже используется в ряде стран, например в Исландии, России, Италии и Новой Зеландии. Земная кора толщиной 32...35 км значительно тоньше лежащего под ней слоя - мантии, простирающейся примерно на 2900 км к горячему жидкому ядру. Мантия является источником богатых газами огненно-жидких пород (магмы), которые извергаются действующими вулканами. Тепло выделяется в основном вследствие радиоактивного распада веществ в земном ядре. Температура и количество этого тепла столь велики, что оно вызывает плавление пород мантии. Горячие поро­ды могут создавать тепловые «мешки» под поверхностью, в контакте с которыми вода нагревается и даже превращается в пар. Поскольку такие «мешки» обычно герметичны, горячая вода и пар часто оказываются под большим давлением, а температура этих сред превышает точку ки­пения воды на поверхности земли. Наибольшие геотермальные ресурсы сосредоточены в вулканических зонах по границам корковых плит. Основным недостатком геотермальной энергии является то, что ее ресурсы локализованы и ограничены, если изыскания не показывают наличия значительных залежей горячей породы или возможности буре­ния скважин до мантии. Существенного вклада этого ресурса в энерге­тику можно ожидать только в локальных географических зонах.

Традиционным возобновляемым источниковм энергии является гидроэнергетика. Гидроэнергетика дает почти треть электроэнергии, используемой во всем мире. Норвегия, где электроэнергии на душу на­селения больше, чем где-либо еще, живет почти исключительно гидро­энергией. На гидроэлектростанциях (ГЭС) и гидроаккумулирующих элек­тростанциях (ГАЭС) используется потенциальная энергия воды, накап­ливаемой с помощью плотин. Гидроэнергия - один из самых дешевых и самых чистых энергоре­сурсов. Он возобновляем в том смысле, что водохранилища пополняют­ся приточной речной и дождевой водой. Остается под вопросом целесо­образность строительства ГЭС на равнинах.

Существуют приливные электростанции, в которых используется перепад уровней воды, образующийся во время прилива и отлива. Для этого отделяют прибрежный бассейн невысокой плотиной, которая за­держивает приливную воду при отливе. Затем воду выпускают и она вращает гидротурбины. Приливные электростанции могут быть ценным энергетическим подспорьем местного характера, но на Земле не так много подходящих мест для их строительства, чтобы они могли изменить общую энергети­ческую ситуацию.

Наиболее применимым альтернативным источником является вет­роэнергетика. Исследования, проведенные Национальной научной ор­ганизацией США и НАСА, показали, что в США значительные количе­ства ветроэнергии можно получать в районе Великих озер, на Восточ­ном побережье и особенно на цепочке Алеутских островов. Максималь­ная расчетная мощность ветровых электростанций в этих областях мо­жет обеспечить 12 % потребности США в электроэнергии.

Вероятным энергетическим ресурсом являются твердые отходы и биомасса. Примерно половину твердых отходов составляет вода. Легко собрать можно лишь 15 % мусора. Самое большее, что могут дать твер­дые отходы - это энергию, соответствующую примерно 3 % потребляе­мой нефти и 6 % природного газа. Следовательно, без радикальных улучшений в организации сбора твердых отходов они вряд ли дадут большой вклад в производство электроэнергии.

На биомассу - древесину и органические отходы - приходится около 14 % полного потребления энергии в мире. Биомасса - обычное бытовое топливо во многих развивающихся странах.

Были предложения выращивать растения (в том числе и лес) как источник энергии. Быстрорастущие водяные растения способны давать до 190 т сухого продукта с гектара в год. Такие продукты можно сжи­гать в качестве топлива или пускать на перегонку для получения жид­ких или газообразных углеводородов. В Бразилии сахарный тростник был применен для производства спиртовых топлив, заменяющих бен­зин. Их стоимость ненамного превышает стоимость обычных ископае­мых энергоносителей. При правильном ведении хозяйства такой энер­горесурс может быть восполняемым. Необходимы дополнительные ис­следования, особенно быстрорастущих культур и их рентабельности с учетом затрат на сбор, транспортировку и размельчение.

Сегодня в мире использование альтернативных (нетрадиционных) возобновляемых источников энергии (АИЭ) достигло промышленного уровня, ощути­мого в энергобалансе ряда стран. Масштабы применения АИЭ в мире непрерывно и интенсивно возрастают. Это направление является одним из наиболее динамично развивающихся среди других направлений в энергетике.

Государственная техническая политика, направленная на развитие АИЭ, реализуется в этих странах через систему законодательных и нормативных актов, которыми (при всем их разнообразии в различных странах) устанавливаются некоторые, общие для всех, принципиальные положения, составляющие правовую, экономическую и организацион­ную основу применения АИЭ.

- Правовая основа: право производителей электроэнергии на основе НВИЭ на подключение к сетям энергоснабжающих компаний при обя­занности последних покупать эту электроэнергию;

- Экономическая основа: различные экономические льготы (нало­говые и кредитные льготы, благоприятные тарифы, дотации и т. п.) производителям и потребителям электроэнергии от АИЭ, что необхо­димо на начальном этапе для становления и адаптации на рынке;

- Организационная основа: разработка государственных программ поддержки НИОКР в области АИЭ, финансирование за счет феде­рального и региональных бюджетов ряда практических мероприятий по использованию НВИЭ.

В настоящее время суммарная мировая установленная мощность геотермальных электростанций составляет более 6 тыс. МВт, ветроэлек-тростанций - более 4 тыс. МВт, солнечных - более 400 МВт, приливных - более 250 МВт, а всего с учетом малых ГЭС и других нетрадиционных электростанций - более 30 тыс. МВт.

Рассмотрим перспективы развития нетрадиционных электростан­ций по видам используемых НВИЭ.

Геотермальные электростанции

ГеоТЕС на парогидротермах географически «привязаны» к рай­онам парогидротермальных месторождений (Камчатка, Курилы). По­этому в целом в энергетике России этот вид ГеоТЭС не может играть значительной роли, но для указанных районов они могут почти полно­стью удовлетворить потребности в электроэнергии. В этих районах ГеоТЭС уже сейчас имеют коммерческую привлекательность с учетом высокой стоимости привозного топлива. Перспективы ГеоТЭС для ука­занных районов на ближайшую перспективу уже определились. В до­полнение к Верхне-Мутновской ГеоТЭС мощностью 12 МВт (3 блок-модуля по 4 МВт, которые предполагалось запустить летом 1999 г.), в ближайшие 3...5 лет будут созданы Мутновская ГеоТЭС мощностью 50 МВт (первая очередь), затем Океанская ГеоТЭС в Сахалинской об­ласти мощностью первой очереди 12 МВт. С учетом существующей Паужетской ГеоТЭС мощностью 11 МВт, которая требует модерниза­ции, суммарная мощность перечисленных парогидротермальных Гео-ТЭС в указанных районах может составить через 5.8 лет 85 МВт. Дальнейшее развитие ГеоТЭС данного типа в этих районах будет зави­сеть от состояния инвестиционного климата и темпа роста потребности в электроэнергии.

Гораздо большее распространение в электроэнергетике России могут получить ГеоТЭС не на парогидротермах, а на термальной воде с температурой 100...200 °С, месторождения которой значительно более распространены. Такая ГеоТЭС должна быть двухконтурной, с низко-кипящим рабочим телом во втором контуре. Однако эти ГеоТЭС, в от­личие от парогидротермальных, требуют опытно-промышленного ос­воения для отработки этой технологии и достижения коммерческой привлекательности.

Ветроэлектростанции

Если к настоящему времени мировая системная ветроэнергетика превратилась в отрасль электроэнергетики, вносящую в отдельных странах ощутимую долю в производство электроэнергии, то практиче­ское развитие ветроэнергетики в России находится на начальном этапе. Разработано несколько типов ветроэлектроустановок (ВЭУ). Установ­лены и находятся в опытно-промышленной эксплуатации до 10 ВЭУ мощностью 250 кВт и одна - мощностью 1 МВт. Последняя смонтиро­вана в 1994 г., однако из-за недостатка средств до сих пор не сдана в эксплуатацию. В стадии проектирования находится несколько ветро-электростанций (ВЭС). Однако, в отличие от ГеоТЭС, прогнозы мас­штабов развития ВЭС содержат существенный элемент неопределенно­сти.

Незавершенность стадии опытно-промышленных испытаний соз­данных ВЭУ, отсутствие достаточного опыта эксплуатации многоагре­гатных ВЭС затрудняют ответ на вопрос, могут ли разработанные ВЭУ являться серийными образцами или требуется их существенная дора­ботка. От этого в значительной степени будут зависеть перспективы и масштабы применения ВЭС. Кроме того, расчетный анализ показывает, что технико-экономические показатели ВЭС еще не являются удовле­творительными, и требуется поиск условий и видов применения ВЭУ и ВЭС, которые могут обеспечить их конкурентоспособность.

Солнечные электростанции

Перспективы развития солнечных электростанций (СЭС) также являются неопределенными вследствие их сегодняшней неэкономично­сти. Вместе с тем, только на лабораторном уровне без достаточно мас­штабного эксперимента, то есть без создания экспериментальных и опытно-промышленных СЭС мегаватной мощности как фотоэлектриче­ских, так и термодинамических, невозможна отработка технологий сол­нечной электроэнергетики, определение путей повышения их технико-экономических показателей. С этой точки зрения целесообразно вер­нуться к разработке Кисловодской экспериментальной фотоэлектро­станции мощностью 1 МВт, по которой уже выполнены некоторые про­ектные проработки.

Приливные электростанции

Несколько особняком от других нетрадиционных электростанций находятся приливные электростанции (ПЭС). Если ГеоТЭС, ВЭС и СЭС являются по преимуществу модульными, мощность их относительно невелика и может наращиваться постепенно, то мощность предполагае­мых к созданию в России ПЭС исключительно велика (Тугурская ПЭС на Охотском море мощностью 7800 МВт, Мезенская на Белом море мощностью 19 200 МВт), а число их агрегатов исчисляется сотнями.

Огромная мощность этих ПЭС требует чрезвычайно больших ка­питальных вложений как непосредственно в строительство ПЭС, так и в мероприятия, необходимые для адаптации в энергосистеме ПЭС с пере­менной мощностью в суточном цикле. Сроки строительства этих ги­гантских сооружений также весьма велики. Все это отодвигает создание указанных ПЭС в России по крайней мере до того времени, когда эко­номика страны позволит приступить к проектам такого масштаба. Вме­сте с тем задельные НИР в этой области должны быть продолжены.

Малые гидроэлектростанции

Малые гидроэлектростанции (МГЭС) с единичной мощностью аг­регата от 0,1 до 10 МВт и суммарной мощностью до 30 МВт также обычно относят к АИЭ. По отчетным данным в 1990 г. в России оста­валось в эксплуатации 55 МГЭС суммарной мощностью 545 МВт. Практически все эти МГЭС находятся в Европейской части России.

Основные направления развития малой гидроэнергетики на бли­жайшие годы следующие:

- строительство малых ГЭС при сооружаемых комплексных гидроуз­лах;

- модернизация и восстановление ранее существовавших МГЭС;

- сооружение МГЭС на существующих водохранилищах и малых ре­ках, на имеющихся перепадах на каналах и трубопроводах подвода и отвода воды на объектах различного хозяйственного назначения.

Наиболее существенным препятствием для развития альтернативной (нетрадици­оной) электроэнергетики является ее неконкурентоспособность как следствие низкой эффективности производства электроэнергии на уста­новках на АИЭ. Отсюда - трудности привлечения инвестиций. Ориен­тация на традиционный путь бюджетного финансирования вряд ли пер­спективна. Требуется поиск нестандартных решений этой проблемы.

Дата добавления: 2014-01-07