Энергетические проблемы планеты постепенно выходят на первый план. В России они имеют свою, особенную, остроту, и это, при достаточности генерирующих мощностей для удовлетворения сложившегося спроса. Энергонасыщенность промышленного производства России только сейчас выходит на уровень 1990 года.
{source}
<script async src=»//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js»></script>
<!— ЭнергоСток-материал-альтернативная-энергетика-ссылки-верх —>
<ins class=»adsbygoogle»
style=»display:block» data-ad-client=»ca-pub-5027301319016295″ data-ad-slot=»7781850366″ data-ad-format=»link»></ins>
<script>
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
</script>
{/source}
Кардинальных изменений в структуре производства и потребления за последние двадцать лет не отмечается. Структура производства электроэнергии в 2013 году выглядит следующим образом (%):
- Тепловые электростанции — 69;
- Гидроэлектростанции — 18;
- Атомные электростанции — 12;
- Альтернативные источники электроэнергии — 1.
Суммарное производство электроэнергии на начало 2013 года составляло 223 070,83 МВт*.
Общей проблемой производства электроэнергетики России является удаленность генерирующих мощностей от потребителя. Большие пространства, которые имеют разное время пиковых и низких нагрузок, требуют развитых систем линий передач и управления. 69 региональных энергосистем составляют Единую энергетическую систему России (ЕЭС России), которые, в свою очередь, объединены в 7 энергетических систем (Объединенные ЭС). Потери в сетях составляют 14%.
Тепловая энергетика
Сжигание углеводородов, при ограниченности запасов для большинства территорий, возрастающей сложности добычи и не восполняемости, становится причиной:
- политических, экономических и военных конфликтов;
- экологических проблем мегаполисов и крупных городов;
- глобального теплового и химического загрязнения
В России на долю газа, используемого в качестве топлива, приходится около 70% мощности тепловых электростанций.
{source}
<script async src=»//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js»></script>
<!— ЭнергоСток-материал-альтернативная-энергетика-ссылки-середина —>
<ins class=»adsbygoogle» style=»display:block» data-ad-client=»ca-pub-5027301319016295″ data-ad-slot=»1735316764″ data-ad-format=»link»></ins>
<script>
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
</script>
{/source}
К категории тепловых электростанций с альтернативным источником энергии (возобновляемый источник энергии — ВИЭ) относятся геотермальные электростанции. На их долю приходится порядка 4-6% тепловой энергетики. Промышленные ГеоЭС расположены в малонаселенных и удаленных районах Курил и Камчатки. Поэтому, КПД альтернативной энергетики этих регионов очень низкий, т.к. тепло не используется для обогрева. Суммарная мощность генерирующих станций (с геотермами Кавказа, Краснодарского и Ставропольского краев) составляет 80 МВт, при том, что потенциал разведанных и пригодных к промышленной эксплуатации геотерм превышает 1ГВт электрической мощности.
В похожем положении находится другой способ получения альтернативной энергии. Устройство утилизации низкопотенциального тепла, использующее теорию «цикла Карно», получило название тепловой насос. Получение электричества таким способом затратное и достаточно сложное с технической точки зрения, т.к. требует стабильного источника тепла (утилизация тепла ТЭС, промышленных предприятий с высокотемпературными технологическим процессами и т.п.).
Тепловой насос перспективен для получения горячей воды, но промышленный способ ее получения не вписывается в существующую схему ГВС населения и дорогой (в сравнении с нагревом воды сжиганием углеводородов), а законченных систем бытового назначения практически нет. Выпускаемые в Финляндии установки рассчитаны на среднюю температуру зимнего периода минус 7 град., что для России недостаточно. Для индивидуального пользования наиболее отработана схема теплового насоса с нагревом рабочего элемента солнечным светом (вакуумный коллектор).
Гидроэнергетика
Говорить о том, что гидроэнергетика — альтернативный источник электроэнергии, можно с большой натяжкой. Сила воздействия на экологию равнинных гидроаккумулирующих электростанций не поддается точной оценке (изъятие плодородных земель из оборота, избыточное обводнение и пр.). Строительство высоконапорных станций типа Саяно-Шушенской или Красноярской ГЭС — дело технически сложное и дорогостоящее.
По-настоящему альтернативная энергия, получаемая с помощью воды — это энергия приливов и волн, которая активно осваивается во всем мире. Россия проработала этот сегмент альтернативного электроснабжения, построив Кислогубскую приливную электростанцию (ПЭС) на Кольском полуострове в 1968 году.
При ее строительстве отработаны методики, получившие мировое признание:
- Способ строительства по наплавному методу — сборка блоков плотины производится на берегу с последующей транспортировкой к месту установки.
- Ортогональный способ установки гидротурбины. При такой компоновке ось вращения турбины перпендикулярна потоку, что позволило организовать ее вращение в одну сторону вне зависимости от направления потока.
По этой схеме планируется построить новые ПЭС: опытно-промышленная станция Северная — в губе Долгой, Мезенская и Тугурская — в Белом море, мощностью 12, 40 и 15 мегаватт соответственно.
Альтернативная энергетика на основе волн имеет свои ограничения. Эффективным, для промышленного производства, считается перепад высот (высота волны) не менее 4 метров. Но достаточно стабильно такие высоты есть не везде. Поэтому на практике реализуются проекты волновых электростанций (ВоЭС) мощностью до 80-100 КВт для решения локальных задач (энергообеспечение маяка, удаленной станции и пр.).
Атомная энергетика
Атомную энергетику можно рассматривать, как альтернативную, только в контексте выбросов углекислого газа с уничтожением углеводородов. Стоимость киловатт-часа и калории тепла атомной значительно выше аналогичных показателей ТЭС, не говоря о сложности объекта и его потенциальной опасности. Хотя, Франция удовлетворяет свои потребности на 79% за счет атомной энергетики.