Энергосбережение

Пока еще электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится  намного дороже, чем получаемая традиционными  способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проведут на опытных  установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические  проблемы. Но, тем не менее, станции-преобразователи  солнечной энергии строят и они  работают.

На острове Сицилия  еще в начале 80-х годов дала ток солнечная электростанция мощностью 1 МВт. Принцип ее работы башенный. Зеркала фокусируют солнечные лучи на приемнике, расположенном на 50-метровой высоте. Там вырабатывается пар с температурой более 600 °С, который приводит в действие традиционную турбину с подключенным к ней генератором тока. Неоспоримо доказано, что на таком принципе могут работать электростанции мощностью 10–20 МВт, а также и гораздо больше, если группировать подобные модули, подсоединяя их друг к другу.

Несколько иного типа электростанция в Алькерии на юге Испании. Ее отличие в том, что сфокусированное на вершину башни солнечное тепло приводит в движение натриевый круговорот, а тот уже нагревает воду до образования пара. У такого варианта ряд преимуществ. Натриевый аккумулятор тепла обеспечивает не только непрерывную работу электростанции, но дает возможность частично накапливать избыточную энергию для работы в пасмурную погоду и ночью. Мощность испанской станции имеет всего 0,5 МВт. Но на ее принципе могут быть созданы куда более крупные – до 300 МВт. В установках этого типа концентрация солнечной анергии настолько высока, что КПД паротурбинного процесса здесь ничуть не хуже, чем на традиционных тепловых электростанциях.

По мнению специалистов, наиболее привлекательной идеей относительно преобразования солнечной энергии  является использование фотоэлектри-ческого эффекта в полупроводниках.

Но, для примера, электростанция на солнечных батареях вблизи экватора с суточной выработкой 500 МВт·ч (примерно столько энергии вырабатывает довольно крупная ГЭС) при к.п.д. 10% потребовала бы эффективной поверхности около 500000 м². Ясно, что такое огромное количество солнечных полупроводниковых элементов может. окупиться только тогда, когда их производство будет действительно дешево. Эффективность солнечных электростанций в других зонах Земли была бы мала из-за неустойчивых атмосферных условий, относительно слабой интенсивности солнечной радиации, которую здесь даже в солнечные дни сильнее поглощает атмосфера, а также колебаний, обусловленных чередованием дня и ночи.

       Тем не менее солнечные фотоэлементы уже сегодня находят свое специфическое применение. Они оказались практически незаменимыми источниками электрического тока в ракетах, спутниках и автоматических межпланетных станциях, а на Земле – в первую очередь для питания телефонных сетей в не электрифицированных районах или же для малых потребителей тока (радиоаппаратура, электрические бритвы и т.п.). Полупроводниковые солнечные батареи впервые были установлены на третьем советском искусственном спутнике Земли (запущенном на орбиту 15 мая 1958 г.).

      Идет  работа, идут оценки. Пока они,  надо признать, не в пользу  солнечных электростанций: сегодня  эти сооружения все еще относятся  к наиболее сложным и самым  дорогостоящим техническим методам  использования гелиоэнергии. Нужны новые варианты, новые идеи. Недостатка в них нет. С реализацией хуже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Электроэнергетика Беларуси

Современная электроэнергетика Беларуси представляет собой постоянно развивающийся  высокоавтоматизированный комплекс, объединенный общим режимом работы и единым централизованным диспетчерским управлением. Производственный потенциал белорусской  энергосистемы представлен 22 крупными электростанциями, 25 районными котельными, включает почти 7 тыс. км системообразующих и около 250 тыс. км распределительных линий электропередач высокого напряжения и более 2 тыс. км тепловых сетей. Установленная мощность электростанций составила 7,2 млн кВт. Основу электроэнергетики Беларуси составляют тепловые электростанции, они вырабатывают 99,9 % всей электроэнергии. Среди тепловых электростанций различают конденсационные (ГРЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Их доля в общей установленной мощности составляет соответственно 43,7 % и 56,3 %.  
   

Самая крупная электростанция Беларуси – Лукомльская ГРЭС, мощностью 2560 МВт, вырабатывает более 40 % всей электроэнергии, используя природный газ и топочный мазут.  К числу крупнейших электрических станций следует отнести Берёзовскую ГРЭС ( установленная мощность – 930 МВт ).

    Кроме электростанций в нашей стране, которые работают на невозобновимых источниках топлива, есть и гидроэлектростанции. Всего в республике 24 тепловых электростанции и 20 небольших гидроэлектростанций. К постройке намечены ещё одна тепловая и 3 гидравлических электростанции, будет создан каскад гидроэлектростанций на Западной Двине.

     В Республике Беларусь будет построена и атомная электростанция (АЭС) в Островецком районе Гродненской области. Выбор места под постройку электростанции происходил из трёх площадок, две из которых находятся на территории Могилёвской области. Тендер на поставку ядерного топлива выиграла российская корпорация "Росатом". К 2016 году планируется ввести в строй первый реактор станции, а к 2020 году второй. Когда электростанция достигнет проектной мощности, она сможет на 30% удовлетворить потребности Беларуси в электроэнергии, которые, кстати, сейчас составляют 40,1 млрд. кВт.

Заметим, что энергоёмкость  хозяйственной продукции в Беларуси в 2 раза выше, чем в среднем по Евросоюзу и почти в 3 раза выше, чем в Японии. Поэтому, если снизить  затраты электроэнергии и топлива  на те же 30%, то отпадёт надобность в  строительстве АЭС вплоть до 2020 года.

В настоящее время мы импортируем  более четверти необходимой нам  электроэнергии из России и Украины. Поэтому в Правительстве Республики Беларусь разработана стратегия  импортзамещения, касающаяся, в том числе и электроэнергии. Согласно с ней и будет построена АЭС. По этой стратегии к 2025 году Республика Беларусь будет обеспечивать свои потребности в топливе на 25%, а в электроэнергии — почти полностью.

Энергопотребление в нашей  стране за счёт её развития будет расти, как и во всём мире. Однако запасы природных ресурсов, таких как  нефть, газ и уголь, ограничены. Атомная  энергия очень опасна в экологическом  отношении. Поэтому, особенно в последнее  время, растёт интерес к возобновляемым источникам электроэнергии, таким как  энергия ветра, солнца, воды и подземного тепла. Есть интерес ко всем этим направлениям и у Беларуси. Как уже упоминалось  ранее, в нашей стране 20 гидроэлектростанций (ГЭС). По использованию других нетрадиционных источников электричества ведётся  работа по изучению их возможностей. Первый из основных источников электроэнергии (за исключением, конечно гидроэнергии) — энергия ветра или ветровая энергия. В стране определено более  полутора тысяч мест, где можно  установить ветроустановки (ветряки), но средняя скорость ветра над территорией Беларуси составляет примерно 3-3,5 м/с, в то время как для успешной работы ветряка и получения ощутимой выгоды надо иметь скорость ветра хотя бы 7 м/с.

Другой нетрадиционный источник энергии — энергия солнца. Но расходы на возведение крупных солнечных  электростанций очень велики, а получить много электроэнергии можно только в тех местах, где в году большое  количество ясных дней, а это преимущественно  пустыни, где количество ясных дней превышает 300 в течение одного года. Для сравнения, в Беларуси этот показатель колеблется от 140 дней на севере до 175 на юге при явном проигрыше в  количестве солнечной энергии.

Основными потребителями  электроэнергии являются промышленность и строительство. Много электричества  потребляют также сельское хозяйство, транспорт, а также в быту. Сейчас в нашей республике дефицитный энергобаланс, хотя до 1982 года достигалось самообеспечение республики электроэнергией. В последнее время ряд электростанций, построенных ещё в СССР, нуждаются в капитальном ремонте или в полной замене.

Несмотря на все вышеперечисленные  факторы, в большинстве своём  негативные, Республика Беларусь всё  ещё имеет в своём распоряжении значительный потенциал для развития энергетики, как на собственных ресурсах, так и на привозных, импортируемых  из-за рубежа. В импорте энергоресурсов наиболее значительную роль играет Российская Федерация. На её долю приходится 90 % всех ввозимых в нашу страну энергоресурсов. На втором месте стоит Украина, а  доли всех остальных государств незначительные.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 Учитывая  результаты существующих прогнозов по истощению к середине – концу следующего столетия запасов нефти, природного газа и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля (которого, по расчетам, должно хватить на 300 лет) из-за вредных выбросов в атмосферу, а также употребления ядерного топлива, которого при условии интенсивного развития реакторов-размножителей хватит не менее чем на 1000 лет можно считать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые, атомные и гидроэлектрические источники будут еще долгое время преобладать над остальными источниками электроэнергии. Уже началось удорожание  нефти, поэтому тепловые электростанции на этом топливе будут вытеснены станциями на угле.

Некоторые ученые и экологи  в конце 1990-х гг. говорили о скором запрещении государствами Западной Европы атомных электростанции. Но исходя из современных анализов сырьевого рынка и потребностей общества в электроэнергии, эти утверждения выглядят неуместными.

Неоспорима роль энергии  в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы – прямо или косвенно – больше энергии, чем ее могут дать мускулы человека.

Потребление энергии – важный показатель жизненного уровня. В те времена, когда человек добывал пищу, собирая лесные плоды и охотясь на животных, ему требовалось в сутки около 8 МДж энергии. После овладения огнем эта величина возросла до 16 МДж: в примитивном сельскохозяйственном обществе она составляла 50 МДж, а в более развитом – 100 МДж.

За время существования  нашей цивилизации много раз  происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан.

Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного "корма".

Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство  на энергетическом рынке нефти.

И вот новый виток в  наши дни ведущими видами топлива  пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или  тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что  нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже.

Замена? Нужен новый лидер  энергетики. Им, несомненно, станут ядерные  источники.

Запасы урана, если, скажем, сравнивать их с запасами угля, вроде  бы не столь уж и велики. Но зато на единицу веса он содержит в себе энергии в миллионы раз больше, чем уголь.

А итог таков: при получении  электроэнергии на АЭС нужно затратить, считается, в сто тысяч раз  меньше средств и труда, чем при  извлечении энергии из угля. И ядерное  горючее приходит на смену нефти  и углю... Всегда было так: следующий  источник энергии был и более  мощным. То была, если можно так выразиться, "воинствующая" линия энергетики.

В погоне за избытком энергии  человек все глубже погружался в  стихийный мир природных явлений  и до какой-то поры не очень задумывался  о последствиях своих дел и  поступков.

Но времена изменились. Сейчас, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась  энергетика "щадящая". Построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит. Заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.

Несомненно, в будущем  параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат широкие  права гражданства и линия  экстенсивная: рассредоточенные источники  энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким КПД, экологически чистые, удобные в обращении.

Яркий пример тому - быстрый  старт электрохимической энергетики, энергетика солнечная. Энергетика очень  быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает  в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это  и понятно: энергетика связана буквально  со Всем, и Все тянется к энергетике, зависит от нее.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.  Основы энергосбережения: Учеб. пособие / М. В. Самойлов, В. В. Паневчик, А. Н. Ковалёв. 3-е изд., стереотип. — Мн.: БГЭУ, 2004. — 198.

2.  Мировая энергетика: прогноз развития до 2020 г./ Пер. с англ. под ред. Ю. Н. Старшикова. – М.: Энергия, 1990. – 256 с.

3.  Управление экологической безопасностью и рациональным использованием природных ресурсов: Учебное пособие./ Масленникова И.С., Горбунова В.В. – СПб.: СПбГИЭУ, 2007. – 497 с.

4.  Нетрадиционные возобновляемые источники энергии / Ю. Д. Сибикин, М. Ю. Сибикин — 2008 г. – 228 с.

5.  Нетрадиционные источники  энергии / Лосюк Ю.А., Кузьмич В.В. — М.: Технопринт, 2005. – 234с.

6. География Беларуси: учеб. Пособие для10-го кл. общеобразовательных учреждений, с рус. яз. обучения с 12-летним сроком обучения (базовый и повышенный уровни)/ М. Н. Брилевский, Г. С. Смоляков, Н. Т. Яльчик; — 2-е изд. — Минск: Нар. асвета, 2007. — 373 с

7.  Тепловые электрические станции/Василий Лавыгин, Анатолий Седлов , Сте-фан Цанев — МЭИ, 2009. — 472 с.