Раздел 5. Нетрадиционная энергетика

Лекция 7. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

Потребность в освоении и развитии энергетики на возобновляемых ресурсах становится все более очевидной при возрастающем спросе на топливо, особенно на нефть, росте населения и требований к уровню жизни, особенно в развивающихся странах.

Из года в год возрастает уровень потребления энергии человеком. Прирост производства энергии трудно обеспечить без использования новых источников энергии, так как при возрастающей потребности в энергии запасы топлива истощаются. Независимо от отношения к атом­ной энергетике энергетические программы всех стран содержат, как правило, два основных пункта, направленных на улучшение обеспече­ния энергией:

• развитие энергетики на возобновляемых источниках энергии;

• повышение эффективности использования энергии.

Все источники энергии можно разделить на два класса:

1. Возобновляемые (неистощаемые) источники энергии - это источники на основе по­стоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии: Солн­ца, ветра, тепловой энергии Земли, морей и океанов, рек, биомассы (растений и животных).

Возобновляемая энергия присутствует в окружаю­щей среде в виде энергии, не являющейся следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком.

2. Невозобновляемые (истощаемые) источники энергии - это природные запасы ве­ществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии.

В первую оче­редь к ним следует отнести ископаемые топлива и продукты их переработки: каменный и бурый уголь, сланцы, торф, нефть, природный и попутный газ. Энергия невозобновляемых источников, в отличие от возобновляемых, находится в природе в связанном состоянии и вы­свобождается в результате целенаправленных действий человека. Это также отходы неко­торых производств: металлургической промышленности, процессов химической и термохимической переработки уг­леродистого и углеводородного сырья и т.д.

Запасы и перспективы использования различных источ­ников энергии определяются энергетическими ресурсами.

Энергетический ресурс - носитель энергии, который ис­пользуется в настоящее время или может быть использован в перспективе. В настоящее время основными потребляемыми энергетическими ресурсами являются природные топлива и энергия потоков воды, которые представляют собой не что иное, как преобразованную энергию Солнца. Предварительно переработанный, преобразованный энергетический ресурс, непосредственно используемый на стадии конечного потреб­ления, а также природный энергетический ресурс, потребля­емый на этой стадии, называются энергоносителями. Примеры энергоносителя - природный газ, мазут (котельное топливо), горячая вода и пар в системах центрального тепло­снабжения и т. д.

Энергетические ресурсы подразделяют на первичные и вторичные.

Первичный энергоресурс - энергоресурс, который не был подвергнут какой-либо переработке.

Вторичный энергоресурс (ВЭР) - энергоресурс, получае­мый в виде побочного продукта основного производства или являющийся таким продуктом. Фактически ВЭР являются отходами производства. Применение ВЭР позволяет значи­тельно повысить эффективность использования энергии.

Топливно-энергетический комплекс, охватывающий получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии и энергетических ресурсов, на­зывается энергетикой.

Энергетика делится на традиционную и нетрадиционную.

Традиционная энергетика базируется на использова­нии ископаемого горючего или ядерного топлива и энер­гии воды крупных рек (рис. 5.27). Она подразделяется на теплоэнергетику, электроэнергетику, ядерную энергети­ку и гидроэнергетику.

Рисунок 5.28 Энергетическая цепочка, основанная на традиционной энергетике

Нетрадиционная энергетика включает возобновляе­мые источники энергии и ВЭР: энергию Солнца (тепловая энергия, превращенная тепловая энергия, кинетическая энергия, фотосинтез), тепловую энергию Земли, энергию планетарного движения (приливы), ВЭР (тепловые, горю­чие и перепадов давления).

Решение вопросов уменьшения потерь энергии и ее эф­фективного использования на всех стадиях составляет сущность энергосбережения.

Энергосбережение - организационная, научная, прак­тическая и информационная деятельность, направленная на эффективное использование энергетических ресурсов и реализуемая с применением технических, экономических и правовых методов. Энергосбережение включает широ­кий набор взаимосвязанных действий и методов для обес­печения эффективного использования энергии.

Существует пять основных источников энергии:

• солнечное излучение;

• движение и притяжение Солнца, Луны и Земли;

• тепловая энергия ядра Земли, а также химических реакций и ра­диоактивного распада в ее недрах;

• ядерные реакции;

• химические реакции различных веществ.

В окружающем нас пространстве всегда существуют потоки возоб­новляемой энергии, и энергетика на возобновляемых источниках долж­на ориентироваться только на эти уже существующие энергоресурсы, а не ставить себе целью создание новых.

В связи с тем, что потоки энергии от большинства возобновляемых источников по­ступают непостоянно, могут возникнуть трудности с бес­перебойным снабжением энергией потребителей. Надеж­ность энергоснабжения повышается с использованием ак­кумуляторов энергии.

Аккумулирование энергии основано на химических и физических принципах.

Химические принципы аккумулирования энергии поз­воляют накапливать энергию за счет химических реак­ций, физические принципы – за счет физических явлений (рис. 5.29).

Рисунок 5.29 Аккумуляторы энергии, основанные на химических и физи­ческих принципах работы

Отсюда следует, что прежде чем развивать энергетику на возобнов­ляемых источниках, необходимо точно определить их мощность. Это требует регулярных и длительных наблюдений и анализа параметров этих источников.

Актуальным при рассмотрении возможности применения возобнов­ляемых источников энергии является вопрос качества источника энергии.

Под качеством источника энергии будем понимать долю энергии ис­точника, которая может быть превращена в механическую работу. По этому признаку возобновляемые источники энергии можно разделить на три группы.

1. Источники механической энергии, например гидроисточники, ветроисточники, волновые и приливные источники. В целом качество этих источников энергии высокое, и они обычно используются для производства электроэнергии. Качество источников ветровой энергии - обычно порядка 30 %, гидроэнергии – 60 %, волновой и приливной – 75 % (рис. 5.30).

Рисунок 5.30 Качество источников энергии

2. Тепловые возобновляемые источники энергии, например биотоп­ливо и тепловая энергия Солнца. Максимальная доля тепла таких ис­точников определяется вторым законом термодинамики. На практике превратить в работу удается примерно половину тепла, допускаемого вторым законом.

3. Источники энергии на основе фотонных процессов, к которым от­носятся источники, использующие фотосинтез. Например, с помощью фотоэлектрических преобразователей солнечное излучение определен­ной частоты можно с высокой эффективностью преобразовать в меха­ническую работу. Добиться высокой эффективности преобразования энергии во всем спектре солнечного излучения трудно, и на практике КПД фотопреобразователей, равный 15%, считается хорошим.

Солнечная энергия

В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос, и, хотя этот источник также относится к возоб­новляемым, внимание, уделяемое ему во всем мире, заставляет нас рас­смотреть его возможности отдельно. Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0,0125% этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0,5% - полностью покрыть потребности на перспективу. К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах.

Одним из наиболее серьезных препятствий такой реализации явля­ется низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м². Поэтому, чтобы коллекторы солнечного излучения собирали за год энергию, необходи­мую для удовлетворения всех потребностей человечества нужно раз­местить их на территории 130000 км²! Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет за собой значитель­ные материальные затраты. Простейший коллектор солнечного излуче­ния представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с циркули­рующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственного ис­пользования. Согласно расчетам, изготовление коллекторов солнечного излучения площадью 1 км² требует примерно 10000 т алюминия. Дока­занные же на сегодня мировые запасы этого металла оцениваются в 1,17∙10⁹ т.

Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материа­лах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обо­гащения, получения материалов, изготовление гелиостатов, коллекто­ров, другой аппаратуры, их перевозки.

Рисунок 5.31 Поле зеркал-гелиостатов Крымской солнечной электростанции

Использование солнечной энергии можно условно разделить на три вида:

1. Пассивный солнечный обогрев;

2. Применение активных солнечных систем;

3. Использование фотогальванических элементов.

В первом случае это обогрев зданий посредством соответствующей ориентации и дизайна, например, увеличение поверхности стены с южной, солнечной стороны и уменьшение с северной.

Солнечная энергия может достаточно эффективно использоваться не только в юж­ных широтах, но и в наших относительно холодных районах.

В качестве примера могут служить солнечные установки подогрева воды, которые успешно функционируют даже при -15°, нагревая в ясный солнечный день воду до +45 °С! При температуре окружающего воздуха +3 °С вода в герметичных теплооб­менниках может подогреваться до +80 °С. При этом масса одной такой солнечной па­нели 25 кг, при ее стоимости от 1,5 тыс. руб.

Использование фотогальванических элементов применяется для прямой выработки электроэнергии при попадании солнечного света на кремний, но является относительно дорогим способом и применяется в ограниченных, хотя и все расширяющихся областях техники (микрокалькуляторы, панели солнечных элементов космических установок).

Наиболее подходящая область использования солнечной энергии – подогрев воздуха и воды. В районах с холодным климатом необходимы отопление жилых зданий и горячее водоснабжение.

Энергия Солнца используется в нагревателях воды, воздуха, солнеч­ных дистилляторах, зерносушилках, солнечных банях (солнечных энер­гетических установках башенного типа).

Основным элементом солнечной нагревательной системы является приемник, в котором происходит поглощение солнечного излучения и передача энергии жидкости.

Простые приемники содержат весь объем жидкости, которую необ­ходимо нагреть. Приемники более сложной конструкции нагревают за определенное время только небольшое количество жидкости, которая затем, как правило, накапливается в отдельном резервуаре, что позво­ляет снижать теплопотери системы в целом.

Ветроэнергетика

Энергия ветра – это преобразованная энергия солнечного излуче­ния, и пока светит солнце, будут дуть и ветры. Таким образом, ветер – это возобновляемый источник энергии.

При скорости ветра u₀ и плотности воздуха ρ ветроколесо, ометающее площадь А, развивает мощность

, (1)

где С_р – параметр, характеризующий эффективность использования ветроколесом энергии ветрового потока и называемый коэффициентом мощности (коэффициент зависит от конструкции ветроколеса и скоро­сти ветра). Так как скорость ветра непостоянна, а мощность очень сильно зависит от скорости, то выбор оптимальной конструкции ветро­колеса во многом определяется требованиями потребителя энергии.

Максимальная проектная мощность ветроэнергетической установки определяется для некоторой стандартной скорости ветра. Обычно эта скорость равна примерно 12 м/с, при этом снимаемая с 1 м² ометаемой площади мощность – порядка 300 Вт при С_р от 0,35 до 0,45.

Причиной возникновения ветров является поглощение земной атмо­сферой солнечного излучения, приводящее к расширению воздуха и появлению конвективных течений. В глобальном масштабе на эти тер­мические явления накладывается эффект вращения Земли, приводящий к появлению преобладающих направлений ветра. Кроме этих общих, или синоптических, закономерностей многое в этих процессах опреде­ляется местными особенностями, обусловленными определенными гео­графическими или экологическими факторами. Скорость ветров увели­чивается с высотой, а их горизонтальная составляющая значительно больше вертикальной. Последнее обстоятельство является основной причиной возникновения резких порывов ветра и некоторых других мелкомасштабных явлений.

Классификация ветроустановок

Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вра­щается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систе­му передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат.

Ветроэнергетические установки классифицируются по двум основ­ным признакам - геометрии колеса и его положению относительно на­правления ветра.

Основные разновидности ветроагрегатов изображены на рис. 8. Они делятся на две группы:

1. ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые) (2 –5);

2. ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные: ло­пастные (1) и ортогональные (6)).

Рис. 8. Типы ветродвигателей

Отбор мощности начинается при скорости ветра около 5 м/с, а номи­нальная мощность достигается при скорости 14-16 м/с. Предваритель­ные расчеты ветроустановок предусматривают их использование в диа­пазоне от 50 до 20 000 кВт. В реальной установке мощностью 2000 кВт диаметр кольца, по которому движутся крылья, составит около 80 м.

У мощного ветродвигателя большие размеры. Однако можно обой­тись и малыми – взять числом, а не размером. Снабдив каждый элек­трогенератор отдельным преобразователем, можно просуммировать выходную мощность, вырабатываемую генераторами. В этом случае повышается надежность и живучесть ветроустановки.

При взаимодействии потока с лопастью возникают:

1) сила сопротивления, параллельная вектору относительной скоро­сти набегающего потока;

2. подъемная сила, перпендикулярная силе сопротивления;

3. завихрение обтекающего лопасти потока;

2. турбулизация потока, т.е. хаотические возмущения его скорости по величине и направлению;

2. препятствие для набегающего потока.

Для объектов ветроэнергетики введены следующие льготы:

• освобождение от налогов на прибыль первые пять лет после со­оружения;

• разрешение на 100%-е списание стоимости ВЭС через один год эксплуатации;

• освобождение от налогов с продажи;

• беспошлинный ввоз частей для производства ВЭС и запчастей к ним;

• гарантированная стоимость продажи энергии, вырабатываемой ВЭС в размере 7-8 центов/кВт∙ч.

Минусы ветроэнергетики

Ветер дует почти всегда неравномерно. Значит и генератор будет работать неравномерно, отдавая то большую, то меньшую мощность; ток будет вырабатываться переменной частотой, а то и полностью пре­кратится и притом, возможно, как раз тогда, когда потребность в нем будет наибольшей. В итоге любой ветроагрегат работает на максималь­ной мощности лить малую часть времени, а в остальное время он либо работает на пониженной мощности, либо просто стоит.

Для выравнивания отдачи тока применяют аккумуляторы, но это, как уже отмечалось, и дорого, и малоэффективно.

Геотермальная энергия

В ядре нашей планеты максимальная температура достигает 4000 °С. Выход тепла через твердые породы суши и океанского дна происходит главным образом за счет теплопроводности (геотермальное тепло) и реже - в виде конвективных потоков расплавленной магмы или горячей воды. Средний поток геотермального тепла через земную поверхность составляет примерно 0,06 Вт/м². Этот непрерывный поток тепла обычно сравнивают с аналогичными величинами, связанными с другими возоб­новляемыми источниками и в среднем в сумме составляющими 500 Вт/м². Однако имеются районы с повышенными градиентами тем­пературы, где потоки составляют примерно 10-20 Вт/м², что позволяет реализовать геотермальные станции (ГеоТЭС) тепловой мощностью 100 МВт/км² и продолжительностью срока эксплуатации не менее 20 лет.

Качество геотермальной энергии обычно невысокое, и лучше его использовать непосредственно для отопления зданий и других соору­жений или же для предварительного подогрева рабочих тел обычных высокотемпературных установок. Подобные отопительные системы уже эксплуатируются во многих частях света, значительное число про­ектов находится в стадиях разработки. Если тепло из недр удается по­лучить при температуре около 150 °С, то имеет смысл говорить о пре­образовании его в электроэнергию. Несколько достаточно мощных ГеоТЭС уже запущены в Италии, Новой Зеландии, США.

Наиболее просто использовать тепло пород с помощью тепловых насосов.

Принято выделять три класса геотермальных районов.

Гипертермальный. Температурный градиент - более 80°С/км. Эти районы расположены в тектонической зоне, вблизи границ континен­тальных плит. Почти все из существующих ГеоТЭС размещены именно в таких районах.

Полутермальный. Температурный градиент - примерно от 40 до 80°С/км. Подобные районы связаны, главным образом, с аномалиями, лежащими в стороне от границ платформ. Извлечение тепла произво­дится из естественных водоносных пластов или из раздробленных су­хих пород.

Нормальный. Температурный градиент - менее 40 °С/км. Такие рай­оны наиболее распространены, именно здесь тепловые потоки состав­ляют примерно 0,06 Вт/м². Маловероятно, чтобы в таких районах даже в будущем стало экономически выгодно извлекать тепло из недр.

В каждом из перечисленных классов, в принципе, можно получить тепло за счет:

• естественной гидротермальной циркуляции, при которой вода про­никает в глубоко залегающие породы, где превращается в сухой пар, пароводяную смесь или просто нагревается до достаточно высокой температуры. Соответствующие выходы наблюдаются в природных ус­ловиях (гейзеры);

• искусственного перегрева, связанного с охлаждением полурас­плавленной магмы, застывшей в виде лавы;

• охлаждения сухих скальных пород, обладающих достаточно низ­ кой теплопроводностью. Создание искусственных разрывов в породах позволяет прокачивать через них воду, отбирая тепло.

На практике ГеоТЭС в гипертермальных районах работают на есте­ственной гидротермальной циркуляции; в полутермальных районах ис­пользуются как естественная гидротермальная циркуляция, так и искус­ственный перегрев за счет извлечения тепла из сухих горных пород. Нормальные же районы обладают слишком малыми температурными градиентами, чтобы представлять коммерческий интерес.

Энергия волн

Огромные количества энергии можно получить от морских волн. Возможность преобразования энергии волн в электроэнергию доказана уже давно. Существует множество технических решений, позволяющих реализовать эту возможность. В последние годы интерес к волновой энергетике резко усилился, в результате чего эксперименты переросли в стадию реализации проектов. Современные разработки таких установок ориентированы на единичные модули умеренной мощности (около 1 МВт) размером порядка 50 м вдоль фронта волны. Подобные устройст­ва могут принести экономическую выгоду в случае замены дизельных генераторов, снабжающих энергией удаленные поселки, особенно на островах.

Развитие волновой энергетики сопряжено со значительными трудно­стями.

1. Волны нерегулярны по амплитуде, фазе и направлению движения.

2. Всегда есть вероятность возникновения штормов и ураганов, во время которых образуются волны очень большой интенсивности. Во время штормов конструкции должны выдерживать нагрузки, примерно в 100 раз большие, чем при нормальной работе.

3. Обычно период волн 5 - 10 с (частота порядка 0,1 Гц). Достаточно трудно приспособить это нерегулярное медленное движение к генери­рованию электроэнергии промышленной частоты, которая в 500 раз выше.

Преимущества волновой энергии состоят в том, что она достаточно сильно сконцентрирована, доступна для преобразования и на любой момент времени может прогнозироваться в зависимости от погодных условий. Создаваясь под действием ветра, волны хорошо сохраняют свой энергетический потенциал, распространяясь на значительные рас­стояния.

Энергия приливов

Приливные колебания уровня в огромных океанах планеты вполне предсказуемы. Основные периоды этих колебаний - суточные, продол­жительностью около 24 ч, и полусуточные - около 12 ч 25 мин. Раз­ность уровней между последовательными самым высоким и самым низким уровнем воды колеблется в диапазоне 0,5-10 м. Первая цифра наиболее характерна, вторая достигается лишь в некоторых местах вблизи континентов. Во время приливов и отливов перемещение вод­ных масс образует приливные течения, скорость которых в прибрежных проливах и между островами достигает примерно 5 м/с.

Рис. 15. Приливная электростанция Ранс во Франции

Высота, ход и периодичность приливов в большинстве прибрежных районов хорошо описаны и проанализированы благодаря потребностям навигации и океанографии. Поведение приливов может быть предска­зано достаточно точно, с погрешностью менее 4%. Таким образом, при­ливная энергия оказывается весьма надежной формой возобновляемой энергии.

При ее преобразовании возникают и определенные неудобства.

1. Несовпадение основных периодов возникновения приливов (12 ч 25 мин и 24 ч 50 мин), связанных с движением Луны, с привычным для человека периодом солнечных суток (24 ч), в связи с чем оптимум при­ливной генерации находится не в фазе с потребностями в энергии.

2. Изменение высоты прилива и мощности приливного течения с пе­риодом в две недели, что приводит к колебаниям выработки энергии.

3. Необходимость создания потоков воды с большим расходом при сравнительно малом перепаде высот, что заставляет использовать большое число турбин, работающих параллельно.

4. Очень высокие капитальные затраты на сооружение большинства предполагаемых ПЭС.

5. Потенциальные экологические нарушения и изменения режимов морских районов.

Для оптимизации выработки электроэнергии турбины ПЭС должны использоваться в нескольких режимах, выбор которых зависит от необ­ходимой в данный момент мощности, от потребностей и возможностей других производителей электроэнергии. Существует много вариантов режимов, но используются главным образом следующие.

1. Если ПЭС построена для обеспечения местных потребностей в энергии, то необходимы страхующие энергоустановки, подключаемые в период угасания приливов.

2. Если ПЭС включена в крупную энергосеть и является сравнитель­но небольшим источником в масштабах сети, то заранее определенные вариации приливной энергии могут быть приспособлены к потребно­стям энергосети.

3. Если требования в приливной энергии не связаны жестко с сол­нечным периодом, то приливную энергию можно использовать в есте­ственном режиме.

Затраты на вырабатываемую приливными станциями электроэнер­гию могут быть снижены:

1. если станция будет решать несколько комплексных задач;

2. если вырабатываемая электроэнергия используется для снижения потребления дорогого дизельного топлива.

При сочетании таких экономических показателей наилучшими ока­зываются крупномасштабные ПЭС (мощностью порядка 1000 МВт). Но и менее крупные станции, предназначенные для снабжения удаленных районов, также могут оказаться экономически выгодными.

Биоэнергетика

Биомасса представляет собой древнейший источник энергии, однако её использование до недавнего времени сводилось к прямому сжиганию либо в открытых очагах, либо в печах и топках, но также с весьма низким КПД. В последнее время внимание к эффективному энергетическому использованию биомассы существенно повысилось, причем в пользу этого появились и новые аргументы:

• использование растительной биомассы при условии её непрерывного восстановления (например, новые лесные посадки после вырубки леса) не приводит к увеличению концентрации СО2 в атмосфере;

• в промышленно развитых странах в последние годы появились излишки обрабатываемой земли, которую целесообразно использовать под энергетические плантации;

• энергетическое использование отходов (сельскохозяйственных, промышленных и бытовых) решает также экологические проблемы;

• вновь созданные технологии позволяют использовать биомассу значительно более эффективно.

Потенциал биомассы, пригодный для энергетического использования в большинстве стран достаточно велик, и его эффективному использованию уделяется значительное внимание.

Серьезной проблемой является энергетическое использование ТБО. Мусоросжигающие установки (инсинераторы), имеющиеся во многих странах мира, малоэффективны и не удовлетворительны с точки зрения экологии. Поэтому разработка новых схем использования ТБО представляется весьма актуальной.

Особенно остра проблема эффективного использования биомассы для развивающихся стран, прежде всего для тех, у которых биомасса является единственным доступным источником энергии. Здесь в основном речь идет о рациональном использовании древесины и различных сельскохозяйственных и бытовых отходов. Известно, что сегодня население некоторых стран, прежде всего Африки, вырубает леса на дрова для приготовления пищи, и что этот процесс обезлесевания представляет собой угрозу как местному, так и глобальному климату. Используемые сегодня дровяные очаги для приготовления пищи имеют КПД 14-15%. Применяя более совершенные устройства, этот КПД легко повысить до 35- 50 %, т.е. сократить потребность в исходном топливе более чем в 3 раза.

Хорошо известна программа Бразилии, посвященная получению из отходов сахарного тростника метанола, применяемого как моторное топливо для автотранспорта. Однако этот пример интересен только для стран с соответствующим климатом.

Большое распространение в некоторых странах (Китай, Индия и др.) получили малые установки, утилизирующие отходы для одной семьи. В этих установках, число которых исчисляет миллионами, в результате анаэробного сбраживания производится биогаз, используемый для бытовых нужд. Эти установки весьма просты, но не очень совершенны. Для больших ферм со значительным количеством отходов создаются более эффективные биогазовые установки.

Результаты внедрения нетрадиционных и энергосберегающих технологий

За шесть лет с 1992 по 1997 г.г. в РАО "ЕЭС России" введено в эксплуатацию 8,5 млн. кВт генерирующих мощностей (около 1,5 млн. кВт в год). В 2000 году ввод мощностей снизился до 500 МВт.

За это время в области геотермальных технологий на ОАО "Калужский турбинный завод" с использованием патентных прав ЗАО НПВП "Турбокон" изготовлено 8 энергоблоков (один мощностью 500 кВт, четыре – мощностью 1,8 МВт, три – мощностью 4,0 МВт). Введены в эксплуатацию на Курильских островах один блок мощностью 500 кВт и 3 блока по 4,0 МВт на Камчатке. Находятся в производстве 2 блока по 25 МВт.

В области использования перепада давления природного газа изготовлены и введены в эксплуатацию в ОАО "Мосэнерго" два энергоблока по 5 МВт (АО "Криокор").

В области ветроэнергетики изготовлено и введено в эксплуатацию около 5 МВт мощностей с числом часов использования номинальной мощности менее 3000 часов в год.

В Башкортостане введен электрогенерирующий блок с газовой турбиной (4 МВт) отечественного производства ОАО "Пермские моторы" с котлом-утилизатором тепла уходящих газов.

В Москве построен мусоросжигающий завод с использованием 3-х электрогенерирующих комплексов ОАО "КТЗ" с паровыми конденсационными турбинами единичной мощностью по 1200 кВт. В качестве системы охлаждения используются экологически чистые воздушные конденсаторы.

Таким образом, основная доля внедрения энергосберегающих технологий производства электроэнергии приходится на комбинированную выработку электроэнергии и тепла с использованием паровых турбин. Это обусловлено следующими причинами:

1. Стоимость 1 кВт установленной мощности минимальна (в 46 раз меньше, чем при создании крупных ТЭЦ с конденсационными турбинами). Это объясняется, в частности тем, что установка электрогенерирующих комплексов осуществляется на уже существующих котельных при наличии потребителя.

2. Расход топлива на выработку 1 кВтчас составляет 140-150 г у.т., что существенно меньше, чем на электростанциях РАО "ЕЭС России" (344 г у. т.).

3. Технология проверена на практике.

Каких-либо существенных изменений в развитии нетрадиционных и энергосберегающих технологий в электроэнергетике ожидать трудно, если не произойдет резкого изменения темпов экономического развития России.