Анализ развития альтернативной энергетики в мире и в Украине

Авторы: Косинова Е. А., Кольчик А. Е., Макеева Д. А.

Описание: Статья посвящена рассмотрению проблемы энергетики, а также экологические и экономические проблемы использования традиционного топлива. Применение энергии ветра считается нетрадиционным и экологически чистым источником энергии. Сравнительный анализ уровня развития энергии ветра в мире и в Украине дается.

Источники: материалы 6-ой Студенческой Международной научно-практической конференции «Світ молоді — молодь світу»

   Современный мир трудно представить без мощных тепловых и атомных станций, котельных и прочих сооружений, обеспечивающих человечество теплом. Развитие нашей цивилизации постоянно сопровождается увеличением потребностей человечества в энергии. Удовлетворение этих потребностей происходит в основном за счет переработки традиционного топлива (уголь, нефть, природный газ и т.д.). Однако его запасы ограничены, а темпы потребления возрастают с каждым днем. Это грозит возникновением серьезных энергетических проблем. Но даже если энергетического кризиса удастся избежать, человечество неизбежно столкнется с тем, что запасы традиционных энергетических ресурсов будут исчерпаны, т.к. через каждые 10-12 лет добыча сырья и топлива увеличивается в два раза [1].
   В топливно-энергетическом балансе Украины преобладает уголь. Его доля достигает 75%, чуть больше 24% — газ и нефть и 1% — дрова и торф.
   Украина обеспечивает ТЭК собственным топливом всего на 1/3. Прежде всего, это связано с исчерпанием запасов нефти и газа. Большинство угольных бассейнов значительно выработаны, условия добычи угля очень сложные, оборудование устарело и малопродуктивно. Более того, при добыче и использовании традиционных источников энергии возникает много экологических проблем. Так, вследствие добычи угля происходит нарушение гидрологического режима, изменение рельефа поверхности Земли, формирование провально-терриконовых типов местности. Терриконы не только занимают много места, но и дымят, самовозгораются, взрываются, под влиянием дождей могут потерять вязкость и расплыться. Очень часто шахты и карьеры превращаются в свалки, куда свозятся промышленные и пищевые отходы. При этом происходит загрязнение почв и подземных вод. Деятельность ТЭС, ГЭС и АЭС также отрицательно сказывается на состоянии окружающей среды. Так, основными компонентами загрязнений атмосферы при работе ТЭС являются зола, серный ангидрид, окиси азота. Общее количество выбросов энергетических объектов составляет около 2,5 млн. т. в год.
   Создание каскада водохранилищ при ГЭС на Днепре потребовало затопления более 7 тыс. км2 плодородных земель, которые превратились в водоемы - накопители загрязнений, что привело к отрицательным изменениям в природе -ухудшилось самоочищение Днепра, появилось «цветение» воды в водоемах, снизилась продуктивность рыбных хозяйств.
  Существенным недостатком использования АЭС является проблема захоронения радиоактивных отходов. А безвозвратные потери воды при эксплуатации АЭС блока составляют 30 млн. м3 в год.
   Поэтому необходимость экологически чистых источников энергии ощущается все более остро. В последние годы во всем мире ведутся исследования, направленные на поиск и вовлечение в топливно-энергетический баланс нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Они являются практически неисчерпаемыми и экологически чистыми. В мире их используют все чаще. На сегодня 19% производства мировой энергии обеспечивают источники возобновляемой энергии, а 17% — атомная энергетика. И согласно Программе развития энергетики стран Евросоюза, уже на 2010 г. европейцы намереваются на 50% обеспечивать себя энергией, произведенной из возобновляемых источников.
   Солнечная энергетика в своем развитии дает до 33% прироста ежегодно, геотермальная и водная — свыше 8%. Но наиболее бурно развивается ветроэнергетика — 50% прироста ежегодно.
   Использование энергии ветра в наше время становится все актуальнее, ведь ее ресурсы во много раз превышают все запасы биогенного топлива земной коры, накопленные в течение миллионов лет. По подсчетам ученых, энергия ветра может давать 12% мирового электричества, что сэкономит 10,771 млн. т. углекислого газа, вызывающего парниковый эффект.
   В плотно населенной Европе потребности в электроэнергии всего региона могут быть удовлетворены за счет постройки ветростанций в прибрежной зоне в открытом море. В США энергии ветра только трех из всех штатов - Северная Дакота, Канзас и Техас — достаточно, чтобы полностью удовлетворить потребности в электричестве населения всей страны. Основные .позиции в использовании энергии ветра занимают Германия, США, Испания, Дания, Нидерланды, Италия, Индия, Польша, Австралия, Бразилия, Канада, Китай, Франция, Великобритания. Лидером мирового производства и использования ветроэнергоустановок (ВЭУ) является Европа, где производится 75% и устанавливается 70% всех производимых ВЭУ в мире.
   В Германии за последние 15 лет в стране было построено 15 тысяч ветротурбин, а до 2010 года немцы намерены удвоить число ветроэлектростанций.
   Чтобы компенсировать изменчивость ветра, в США, Франции, Англии сооружают огромные «ветряные фермы». В Дании их разместили на прибрежном мелководье Северного моря. А в Швеции разработан проект, согласно которому предполагается в Балтийском море недалеко от берега установить 300 ветряков. На сегодня ветряные фермы производят в общей сложности до 70 000 МВт электроэнергии, что по мощности сравнимо с работой 70 ТЭС.
   В Калифорнии (США) установлено около 22 тыс. ВЭУ общей мощностью 1,6 ГВт. Там нет ни одной ТЭС. Сейчас в США планируется крупномасштабное строительство ветроэлектростанций (ВЭС), в том числе: в штате Техас (мощностью 500 МВт), в Калифорнии (439 МВт), на стыке территорий штатов Орегон и Вашингтон (300 МВт) и в штате Невада (260 МВт). В Польше с 1 января 2001 года энергетическим компаниям предложено обеспечить производство 2,4 % энергии за счет ВЭС, а до 2010 года указанный норматив будет увеличен до 7,5 %. Ведущие страны планируют довести к 2020 году долю ветровой энергии в национальных энергобалансах до 50% — Дания, 30% — Германия, 24% — США, 15% — Китай. При этом Дания еще в 60-х годах приняла решение строить ВЭС вместо АЭС, а Германия планирует АЭС закрыть за счет ВЭС до 2030 г.
   Украина также располагает значительными ресурсами ветровой энергии: годовой технический ветроэнергетический потенциал составляет 30 млрд. кВт/год. Подсчитано, что суммарно имеется возможность соорудить около 16000 МВт ВЭС в разных регионах Украины, что может помочь покрыть 20-30% от общего потребления электроэнергии в стране. Наиболее перспективными районами по размещению ВЭУ являются горные районы Карпат и Крыма, приморские районы с ярко выраженной интенсивностью ветров, долина Днепра, поверхность Азовского и Черного морей.
   После Указа Президента Украины №159 «О строительстве ветровых электростанций» (1996г.) была разработана Комплексная программа и принят Закон Украины для стимулирования развития ветроэнергетики. На начало 2000 г. в Украине уже было установлено 8 ВЭУ общей мощностью 14,45 МВт. На данный момент Украина занимает 13-е место в Европе по мощности своих ВЭС, в сумме достигших более 44 МВт, в том числе крымских — более 30 МВт. В Крыму, Карпатах и Донбассе используется в основном 100 киловатные ветростанции, работающие при ветре от 7 м/сек. Самые крупные из строящихся станций — это Новоазовская ВЭС в Донецком регионе мощностью 14,5 МВт и Донузлавская ВЭС мощностью 16 МВт в Крыму. В Донецкой области в 2005 году 10,5 млн. гривен (90% бюджетных ассигнований в энергетический комплекс в 2005 г.) было направлено на развитие ветроэнергетики. И сейчас планируется установка там ветростанций, работающих уже при ветре от 4 м/сек.
   До конца 2010 г. в Украине запланировано установить 60 ветростанций.
   Кроме того, Комплексной программой строительства ВЭС в Крыму к 2010 г. планируется строительство Западно-Сивашской ВЭС мощностью 10,6 МВт; Судакской ВЭС с перспективными ветроагрегатами мощностью 300-500 кВт, с доведением ее установочной мощности к 2010 г. до 50 МВт.
   Таким образом, к 2010 году, при успешном развитии Комплексной программы строительства ВЭС Украины, предполагается довести общую мощность ВЭС Крыма до 480 МВт, что позволит повысить надежность энергосбережения Крыма и дать экономию органического топлива в размере 290 тыс. т. условного топлива в год [2].
   По расчетам специалистов также установлено, что с выходом ветростанций в Украине на проектную мощность 1990 МВт годовой объем производства электроэнергии на ветроустановках позволит сэкономить 2142,6 тыс. т. условного топлива. А с учетом того, что 70% топлива импортируется, ценовой показатель экономии в стране может составлять 313,5 млн. гривен ежегодно. Ветроэнергетика стала чрезвычайно ценным направлением с экономической и технической точки зрения и уже сейчас играет большую роль в Украине и других странах в предоставлении экологически чистой энергии. Данный вид энергии позволяет также избежать загрязнения природной среды, что немаловажно в таких курортных местах, как Крымский полуостров, Карпаты и т.п. Строительство и введение в эксплуатацию новых ВЭС позволит снизить смертность среди шахтеров, избежать загрязнения окружающей среды и постоянного увеличения себестоимости добычи угля и других полезных ископаемых.
   Таким образом, этот экологически чистый и возобновляемый вид энергетики в ближайшем будущем станет одним из главных источников удовлетворения энергетических потребностей мирового сообщества на всех уровнях ведения хозяйства.

Список литературы:

1.     Стэн Гибилиско. Альтернативная энергетика без тайн.Англия — 2000.— 145c.

2.     Никола Тэсла. Нетрадиционная энергетика. Москва — 2005.— 230c.