Нетрадиционные источники энергии в Крыму

Курсовую работу по экономической географии выполнил Андреев Ваня

КЭИ КНЭУ

Симферополь, Крым

Введение

В настоящее время во всем мире наблюдается повышенный интерес к использованию в различных отраслях экономики нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Ведется бурная дискуссия о выборе путей развития энергетики. Это связано, прежде всего, с растущей необходимостью охраны окружающей среды.

Движущей силой этого процесса являются происходящие изменения в энергетической политике стран со структурной перестройкой топливно-энергетического комплекса, связанной с экологической ситуацией, складывающейся в настоящее время как переходом на энергосберегающие и ресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и в жилищно-гражданском комплексе.

Ежегодно в мире увеличивается число международных симпозиумов, конференций и встреч ученых и специалистов, рассматривающих состояние и перспективы развития этого направления энергетики.

Значительное внимание этой проблеме уделяется организациями, входящими в ООН, такими как ЮНЕСКО, ЕЭК, ЮНЕП, ЮНИДС, а также другими межправительственными и неправительственными международными организациями. Выделяются значительные средства на работы в области НВИЭ из целевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития, Евроатома и других организаций.

Приближающаяся угроза топливного “голода”, а также загрязнение окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на энергию солнечных лучей, ветра, текущей воды, тепла земных недр, то есть на энергию, большая часть которой растворяется в пространстве, не принося ни вреда, ни пользы.

В настоящее время на производство тепла и электричества расходуется ежегодно количество тепла, эквивалентное примерно 1000 трлн. баррелей нефти, сжигание которых сильно засоряет атмосферу Земли.

Опыт.

В 1990 г. первое место по объему бюджетных ассигнований на НИОКР в области НВИЭ сохранялось за США, второе – у Японии, у германии – третье, далее следуют Италия, Испания, Великобритания и Нидерланды. Отмечается также некоторая смена приоритетов в отношении к различным видам НВИЭ. Первое место принадлежит теперь солнечной энергетике, второе – биоэнергетике, которая несколько оттеснила ветроэнергетику. Последнее объясняется тем, что многие ветроэнергетические проекты не доведены до промышленной и коммерческой стадии. Третье место осталось за геотермальной энергетикой.

В «Белой книге» ООН (1992 г.), посвященной роли НВИЭ приведена оценка удельных затрат на строительство энергетических установок на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии.

Ожидаемая стоимость в долларах 1 квт установленной мощности в 1998 г. оценивается: для ТЭС на угле мощностью 300 МВт – 2283, для группы ветроустановок мощностью 75 МВт – 1434. Для электростанций на биомассе мощностью 40 МВт – 7085, ГеоТЭС мощностью 113 МВт – 1527, солнечные электростанции модульного типа мощностью 30 МВт – 4497, фотоэлектрические станции мощностью 100 МВт – 3800 МВт – 4200. Доля НВИЭ в мировом топливно-энергетическом балансе мира в 1985 г. составила 17,6%, в том числе гидроэнергия 5,8% (доля среди НВИЭ 33%), биомасса из природных источников и энергетических плантаций – 10,3% (58% всех НВИЭ), отходы сельского хозяйства – 1,2%. Ожидается, что к 2000 г. вклад НВИЭ возрастет до 4807 млн. т. условного топлива, при этом гидроэнергия составит 26%, солнечная энергия 6%, древесное топливо 49%, отходы 15%, энергия ветра 1,8%. К 2020 г. при общем потреблении НВИЭ примерно 6944 млн. т. условного топлива, доля различных источников составит соответственно 25; 9,6; 42 и 13,3%.

Учитывая все более обостряющиеся проблемы защиты окружающей среды, сделана попытка оценки предельных значений возможного использования энергии. В одном из прогнозов отмечается, что для предотвращения катастрофического загрязнения окружающей среды и сохранения разнообразия биологических вдов на Земле потребление энергии на одного человека в среднем не должна превышать 80 ГДж/год.

В настоящее время в США оно составляет 280, в Великобритании 150 ГДж.

В одном из прогнозов, разработанных в Испании, проведена оценка возможного потенциала использования НВИЭ в мире. Технический гидропотенциал мира оценен в 1350 ГВт.

По прогнозу развития использования НВИЭ, выполненному в США указывается, что ресурсы НВИЭ в США более чем в 500 раз превышают объемы их потребления и более чем в 10 раз ресурсы органического и ядерного топлива.

К 2030 г. НВИЭ могут дать энергию, эквивалентную 50-70 современного уровня потребления энергии. НВИЭ, преимущественно биомасса и гидроресурсы, удовлетворяют сейчас примерно 20% мировой потребности в энергии, а энергия биомассы – 35% энергетических потребностей развивающихся стран.

Гидроэнергия и биомасса удовлетворяют более 50% энергетических потребностей Норвегии. В промышленно развитых странах потребность в низкотемпературном тепле составляет 30-50% общей потребности в энергии, а в развивающихся странах – еще больше. Через несколько десятилетий с помощью солнечной энергии будет производиться нагрев почти всей требующейся воды, а пассивные системы отопления и охлаждения зданий снизят потребность в энергии для этих целей примерно на 80%.

На Кипре, в Израиле , Японии и Иордании 25-65% потребности в горячей воде обеспечивают гелиотермические установки.

В конце 1989 г. мощность электрогенерирующих установок в странах ЕС на НВИЭ составила 1718 МВт. Например, в Португалии мощность установок на биомассе составила 201 МВт, на городских и промышленных отходах в Германии – 194, В Нидерландах - 164 МВт. В Италии мощность геотермальных установок составила 521 МВт (всего в странах ЕС 559 МВт). Франция – единственная страна, обладающая крупной электростанцией 240 МВт. Дания обладает 77% (253 МВт ) всех ветроустановок ЕС, Нидерланды – 40 МВт.

В странах ЕС реализовалась третья четырехлетняя программа в области НВИЭ (1990 – 1994 гг.), принципиальной целью которой являлось повышение конкурентоспособности Европейской промышленности высоких технологий на мировом рынке, в сравнении с промышленностью США и Японии.

Важнейшим достижением первых двух программ НИОКР были признаны разработка проекта солнечной электростанции башенного типа, строительство 15 гелиоэнергетических установок мощностью 30 – 300 кВт внедрение технологий по использованию энергии биомассы и геотермальной энергии.

В мире эксплуатируется свыше 100 тыс. ветроэнергетических установок общей мощностью 2500 МВт, в том числе более 16 тыс. в США.

Согласно прогнозу МИРЭС, на долю НВИЭ в 2020 г. будет приходиться 1150 – 1450 млн. т условного топлива (5,6 – 5,8% общего энергопотребления).При этом прогнозируемая доля отдельных видов НВИЭ составит: биомасса – 35%, солнечная энергия – 13%, гидроэнергия – 16%, ветроэнергия – 18%, геотермальная энергия – 12%, энергия океана – 6%.[5]

СИТУАЦИЯ НА УКРАИНЕ И В КРЫМУ.

Трудно переоценить влияние, которое оказывает энергетическая сфера на жизнедеятельность населения и национальную безопасность Украины.

После нефтяных кризисов 1973 и 1979 гг. и особенно после Чернобыльской катастрофы, ограничившей развитие атомной энергетики, взгляды специалистов на энергетическую отрасль несколько изменились. По их мнению, энергетический кризис, который переживает Украина в настоящее время, связан, в первую очередь, с недостатком собственных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), который приходится выполнять за счет импорта угля, нефти и природного газа, а также неэффективностью их использования на местах потребления.

Несмотря на некоторые положительные сдвиги (снижение инфляции, создание финансовой банковской системы и наметившийся рост производства в отдельных отраслях), экономика и энергетика Украины в 1996 — 1997 гг. продолжали оставаться в кризисном состоянии. Валовой внутренний продукт (ВВП) в 1996г. вновь уменьшился. В 1997г. его объем снизился по сравнению с 1996 г. еще на 9%.

Объемы производства и добычи энергоресурсов в Украине изменились незначительно. Добыча угля в 1996г. увеличилась по сравнению с 1995г. на 9,2% и составила 2101,5 ПДЖ, природного газа – на 1,6% и достигла 630,9 ПДж, производство электроэнергии снизилось на 0,7% и составило 192,6 ТВт.ч.

Как и в предыдущие годы, в 1996 — 1997 гг. наблюдались такие негативные явления, как низкая эффективность управления экономикой, кризис платежей между предприятиями и задолженность по заработной плате, большой удельный вес теневой экономики. Темпы снижения уровней ВВП выше, чем темпы уменьшения потребности в энергоресурсах, что определяет ухудшение показателей эффективности энергоиспользования.

В настоящее время кризисное состояние отраслей энергетики характеризуется в первую очередь большими задолженностями потребителей по оплате угля, газа, нефтепродуктов, электрической и тепловой энергии. Только за электроэнергию задолженность составляет свыше 2,5 млрд. долл. При этом наиболее надежным плательщиком является население, которое оплатило около 70% потребленной энергии и 80 % стоимости использованного газа.

Снижение энергопотребления, в том числе природного газа и электроэнергии, обусловлено главным образом падением производства. Определенное влияние на уменьшение энергопотребления оказал рост цен на энергоресурсы. Цена на электроэнергию в 1996г. возросла по сравнению с 1990г. для бытовых потребителей более чем в 20 раз, в промышленности — в 35 раз и составила соответственно 4,4 и 3,5 — 3,8 цента за 1 кВт-ч. Государство принимает активное участие в регулировании цен на электроэнергию, в частности, в установлении верхнего предела цены на электроэнергию, потребляемую в быту. Такое же участие государство принимало в установлении верхнего предела цены на газ для бытовых потребителей в 1997 г. До октября 1997 г. оно выплачивало из бюджета 20%-ную дотацию за газ, потребляемый в быту, при его цене 83 долл. за 1000 м3 (с учетом транспорта газа). Сейчас для бытовых потребителей установлена цена на природный газ в размере 62 долл. за 1000 м3 при наличии газового счетчика и 70 долл. при его отсутствии.

Цены на тепловую энергию в 1990 — 1995 гг. менялись значительно чаще, чем на остальные энергоносители. Особенно выросла цена на тепловую энергию для бытовых потребителей: так, в 1996 г. она увеличилась в 129 раз по сравнению с 1990 г. В настоящее время средняя цена за 1 Гкал тепла составляет: для промышленности — 28,9, для бытовых потребителей — 16 долл.

Таким образом, переход к рыночной экономике существенно повлиял на увеличение цен на энергоресурсы, что осложнило платежную способность потребителей. Большие задолженности по оплате энергоресурсов отрицательно сказались на эффективности работы энергетических отраслей и блокировали их деятельность в направлении дальнейшего развития и модернизации энергетического оборудования. Более 70% оборудования тепловых электростанций Украины требуют замены или модернизации, угольная промышленность нуждается в реструктуризации шахтного фонда, оборудование гидроэлектростанций Днепровского каскада физически и морально устарело. В электроэнергетике предусматривается ввод в эксплуатацию по одному блоку мощностью 1000 МВт на Ровенской и Хмельницкой АЭС, в процессе модернизации тепловых электростанций намечается использование парогазовых циклов.

При проведении энергетической политики основные усилия государства направлены на увеличение доли производства собственных энергоресурсов (сейчас до 50% топлива импортируется), а также на дальнейшую диверсификацию источников их импорта. Как уже отмечалось, с падением объемов производства потребление энергоресурсов существенно снизилось. Если рассмотреть энергопотребление по отраслям, то видно, что наиболее значительное снижение потребности произошло в промышленности. Самые низкие темпы снижения потребности в конечной энергии и природном газе наблюдаются в бытовом секторе, более того, потребность в электрической энергии по сравнению с 1990 г. даже несколько возросла.

Прежде чем рассмотреть состояние приватизации энергетики и возможности прямых зарубежных инвестиций, необходимо проанализировать структуру энергетики, в частности, таких отраслей, как электроэнергетика и газовая промышленность. Руководящим и координирующим органом в электроэнергетике является Министерство энергетики Украины. В его структуру входят 4 генерирующие компании и 27 региональных распределительных компаний (25 областных и 2 городских). Вся продажа электроэнергии потребителям осуществляется через региональные распределительные компании.

Газовой промышленностью управляет Государственный комитет нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности Украины. В его структуру входят два акционерных общества — "Укргазпром" (добыча, переработка, транспорт, сбережение газа) и "Укргаз" (реализация газа потребителям). АО "Укргазпром" состоит из 8 региональных дочерних предприятий, АО "Укргаз" имеет в своем составе 25 областных и 2 городских региональных организации по реализации газа потребителям. На газовом рынке Украины существует также сеть крупных газотрейдеров (их количество меняется ежегодно, в среднем — 5 — 7 трейдеров). По новым правилам получить лицензию на поставку в Украину газа может практически каждая фирма при соответствующем оформлении документов. Упраздняется практиковавшийся в последнее время территориальный принцип функционирования газового рынка, при котором вся территория государства была поделена между крупными газотрейдерами. При такой схеме у потребителей конкретного региона не было выбора, так как поставщик был практически один.

Процесс приватизации в Украине идет пока недостаточно активно. Практически приватизированы все малые и средние предприятия, а из крупных государственных промышленных предприятий приватизировано около 50 %. Можно отметить две основные причины низких темпов приватизации: отсутствие эффективных механизмов приватизации, что приводит к злоупотреблениям и наносит значительный ущерб государству; существование достаточно сильной оппозиции левых сил в Верховном Совете и на местах.

Приватизация предприятий энергетического комплекса начата в 1996г. Сейчас уже приватизировано большинство областных распределительных компаний в электроэнергетике, при этом предусмотрено, что доля государства в акциях областных распределительных компаний составит 26 %. Доля государства в пакетах акций генерирующих компаний определена в размере 51%.

Практически процесс масштабной приватизации начат только в электроэнергетике, продвижение в этом направлении в других энергетических отраслях пока незначительно. Это одна из причин отсутствия прямых зарубежных инвестиций в энергетику. В настоящее время реализуется инвестиционный проект по реконструкции гидроэлектростанций р. Днепр стоимостью 120 млн. долл., из которых доля прямых зарубежных инвестиций составляет 90 млн. долл. Рассматриваются варианты использования прямых зарубежных инвестиций в проектах реконструкции Старобешевской, Змиевской и Криворожской тепловых электростанций, а также в проектах реструктуризации предприятий угольной промышленности.

Теплоснабжение промышленных и бытовых потребителей основывается на использовании централизованных теплоисточников, их доля превышает 80%. В 1996г. отпуск тепла потребителям от централизованных источников составил 8 млн. Гкал, или 1013,1 ПДж.

В настоящее время в структуре централизованного теплоснабжения наибольший удельный вес имеют котельные установки — 62%, доля тепловых электростанций составляет 33 %, утилизационных установок — 4,8 %, остальная выработка тепла (0,2%) осуществляется прочими установками. Тепловая мощность теплоэлектроцентралей составляет 132,8 тыс. ГДж/ч, котельных - 708,9 тыс. ГДж/ч.

Анализ показывает, что в структуре мощностей ТЭЦ Украины около 40 % составляет энергетическое оборудование, рассчитанное на низкие и средние параметры пара (4 и 9 МПа), которое физически устарело и находится в критическом состоянии. Здесь прежде всего стоит задача вывода этого оборудования из эксплуатации и перевода ТЭЦ в режим работы котельных.

Количество централизованных котельных мощностью более 84 ГДж/ч составляет 2780, при этом средняя мощность одной котельной — 255 ГДж/ч.

Следует отметить основные отрицательные моменты систем централизованного теплоснабжения в Украине:

низкая надежность транспорта тепла и большие эксплуатационные затраты (значительно выше проектных) на ремонт тепловых сетей;

недостаточно гибкое регулирование режимов теплоснабжения, что снижает комфортность и приводит к потерям тепловой энергии;

большой процент физического износа оборудования.

В целом потребление в сфере централизованного теплоснабжения в 1996 г. по сравнению с 1990г. снизилось на 41,2%, при этом с 1996г. отмечался рост теплопотребления в быту.

Согласно статистике потери тепла при централизованном теплоснабжении составляют выше 17% общего количества тепловой энергии, передаваемой потребителям.

При дальнейшем развитии теплоснабжения Украины и техническом перевооружении всей теплоэнергетики необходимо учитывать два основных взаимоисключающих фактора: снижение доли централизации в связи с предполагаемым массовым индивидуальным жилищным строительством, с одной стороны, и необходимость увеличения удельного веса теплофикационной выработки электроэнергии в связи с резким удорожанием органического топлива и возникающими проблемами топливообеспечения — с другой.

Развитие теплофикации предполагает использование новых прогрессивных технологий:

внедрение парогазовых ТЭЦ с утилизацией тепла по схеме высокотемпературных и низкотемпературных подогревателей на базе отечественного и импортного оборудования, в частности, внедрение парогазовых ТЭЦ по схеме высокотемпературных подогревателей при внутрицикловой газификации угля на паровоздушном дутье, а также с парогенераторами с кипящим слоем;

совершенствование паротурбинного цикла путем утилизации тепла уходящих газов при охлаждении их ниже температуры точки росы;

организация процесса сжигания природного