Вiтроенергетика у свiтi
Енергiя вiтру розглядається фахiвцями як одне з найбiльш перспективних джерел енергiї, здатне замiнити традицiйнi джерела. Запаси енергiї вiтру бiльш нiж у сто разiв перевищують запаси гiдроенергiї усiх рiчок планети.
У 80-тi рр. XX ст. вартiсть 1 кВт год вiтрової енергiї знизилася на 70 % i на початок XXI ст. становила 6—8 центiв, що робить її конкурентоспроможною вiдносно енергiї, яку одержують на нових теплових електростанцiях, де спалюють вугiлля. Фахiвцi переконанi, що вiтрянi турбiни незабаром будуть удосконаленi й стануть ефективними для використання на рiзних рiвнях виробництва енергiї, про що свiдчать розробленi рiзними країнами свiту вiтроенергетичнi програми.
Так, урядом Канади встановлено мету — до 2015 року одержувати 10 % електроенергiї з вiтряних установок. Нiмеччина планує до 2020 року виробляти 20 % електроенергiї за допомогою вiтру. Європейським Союзом установлено мету: до кiнця 2010 року встановити 40 000 МВт вiтрогенераторiв. В Іспанiї до 2011 року буде встановлено 20 000 МВт вiтрогенераторiв. У Китаї прийнято Нацiональний план розвитку, згiдно з яким планується, що встановленi вiтроенергетичнi потужностi Китаю мають збiльшитися до 5000 МВт до 2010 року й до 30 000 МВт — до 2020 року. Індiя до 2012 року збiльшить свої вiтровi потужностi в чотири рази порiвняно з 2005 роком: до 2012 року буде збудовано 12 000 МВт нових вiтряних електростанцiй. Нова Зеландiя планує виробляти за допомогою вiтряних енергоустановок 20 % електроенергiї; Велика Британiя — 10 % електроенергiї до 2010 року; Єгипет до кiнця 2010 року має встановити 850 МВт нових вiтрогенераторiв.
повiдомлень про вiтродвигуни не цiлком зрозумiло, коли й де такi машини з'явилися вперше, але, судячи з деяких записiв, вони iснували вже в VII ст. н. є. Вiдомо, що перси в X ст. за допомогою вiтрякiв мололи зерно, причому їхнi вiтряки оберталися на вертикальнiй осi. У Захiднiй Європi першi вiтряки з'явилися наприкiнцi XII ст. Упродовж XVI ст. остаточно сформувався шатровий тип голландського вiтряного млина, причому голландцi використовували їх не лише для перемелювання зерна, але й для вiдкачування води з обвалованих понижень ландшафту, на яких вони вирощували сiльськогосподарськi культури. Лопатi голландських вiтрякiв у той час сягали в довжину 12 метрiв. У Голландiї чимало вiтрякiв, яким нинi понад 500 рокiв, перебуває в робочому станi. Такi млини є i в Англiї. Особливих змiн у їхнiй конструкцiї не спостерiгалося аж до початку XXст., коли в результатi дослiджень були значно вдосконаленi форми й покриття крил млинiв. Оскiльки низькообертовi машини громiздкi, у другiй половинi XX ст. почали створювати високообертовi вiтродвигуни, тобто такi вiтроколеса, якi можуть робити велику кiлькiсть обертiв на хвилину з високим коефiцiєнтом використання енергiї вiтру за рахунок iнерцiйностi обертання.
До 2006 року сумарнi потужностi вiтрової енергетики зросли в усьому свiтi до 73 904 МВт. Переважна частина встановлених потужностей (69 % на 2005 рiк) сконцентрована в Європi. Країни Єв-росоюзу у 2005 роцi виробляють на вiтряних енергоустановках близько 3 % споживаної електроенергiї. У 2006 роцi вiтрянi електростанцiї Нiмеччини виробили 30,6 млрд кВттод електроенергiї, що становить 7 % вiд енергiї, виробленої в Нiмеччинi загалом. Близько 20 % електроенергiї в Данiї виробляється за допомогою вiтру. Індiя у 2005 роцi одержує з енергоустановок близько 3 % загальної електроенергiї. У 2007 р. в СІНА з допомогою вiтру було вироблено 34 млрд кВттод електроенергiї, що становить понад 1 % вiд загальної електроенергiї, виробленої в СІНА за 2007 р.
Альтернативна енергетика в Українi
Вiтроенергетика в Українi. На початку XXст. в Росiї було понад 200 тисяч вiтрякiв, на яких одержували близько 95 % борошна. Десятки тисяч iз них функцiонували в Українi. Але далi прямого перетворення однiєї механiчної енергiї на iншу справа так i не пiшла.
Перша у свiтi вiтроелектростанцiя була споруджена в Криму в 1931 роцi та пропрацювала до 1941 р. її потужнiсть становила 110 кВт. Водночас широко використовувалися невеликi вiтроагрегати потужнiстю до кiлькох кiловатiв. Рiчне виробництво вiтроагрегатiв потужнiстю до 5 кВт на Херсонському заводi сiльськогосподарських машин досягало 2 тисяч на рiк. Узагалi ж у 30-тi роки XX ст. розвитку вiтроенергетики в Радянському Союзi придiлялася значна увага: дослiджувалися й розроблялися новi типи вiтродвигунiв, складався кадастр вiтрових ресурсiв СРСР. Але уже в 40-вi роки навчилися використовувати атомну енергiю, в 1954 роцi пiд Москвою була побудована перша у свiтi атомна електростанцiя, i в цiй ейфорiї нових можливостей про використання енергiї вiтру забули на 40 рокiв.
Наприкiнцi 80-х рокiв, в умовах наслiдкiв Чорнобильської катастрофи, зростання енергетичної кризи, пiдвищення статусу вiтроенергетики у свiтi як екологiчно чистого джерела енергiї, у Радянському Союзi вiдновили роботи над створенням ефективних вiтродвигунiв потужнiстю ЗО, 60, 100, 250, 1000 i навiть 1500 кВт. У 1986 роцi пiд Києвом було збудовано першу експериментальну ВЕС потужнiстю 160 кВт. У 90-тi роки планувалося будiвництво низки вiтроенергетичних станцiй: поблизу Ленiнграда (25 МВт), у Казахстанi (15 МВт), Криму (12,5 МВт), Дагестанi (6-МВт), однак пiсля розвалу СР. СР цi плани не були реалiзованi.
Незалежна Україна швидко усвiдомила, що таке енергетична криза, iмпортуючи 78 % необхiдного природного газу й 87 % нафти з Росiї, яка пiдвищила на них цiни. Платежi за енергоносiї стали головним болем нацiональної економiки, тому що вони склали 50 % вартостi українського iмпорту. Замiсть курсу на альтернативну енергетику й енергозбереження шляхом придбання й розвитку високих технологiй країна пiшла шляхом згортання енергомiстких виробництв, а енергогенерувальнi фiрми пiшли шляхом придбання технологiчного "секонд хенду", посиливши критичний стан економiки. Була реабiлiтована атомна енергетика як найдешевша за прямими витратами на виробництво енергiї, незважаючи на те що непрямi щорiчнi витрати держави на атомну енергетику (на Чорнобильську проблему) становили 700 млн дол. У 1993 роцi було скасовано мораторiй на будiвництво нових атомних потужностей. Указом Президента 1994 року передбачалося впровадження через два-три роки нових потужностей АЕС. Але захiднi країни як головнi кредитори країни виступили проти такого напряму розвитку енергетичного комплексу України й указали на свiй досвiд розв'язання енергетичних криз за допомогою реструктуризацiї енергомiстких виробництв, використання енергозберiгаючих технологiй, ефективного застосування iнструментiв iнвестицiйної, податкової i тарифної полiтики, а також розвитку енергетики на поновлюваних джерелах енергiї. Так i не добудувавши новi атомнi потужностi, але закривши Чорнобильську АЕС, Україна поставила себе в ще бiльш складне становище i лише частково скористалася запропонованою схемою реструктуризацiї енергетики.
серединi 2001 року став до ладу 101 вiтроагрегат загальною потужнiстю 10,9 МВт. За добу електростанцiя виробляє вiд 10 до 100 тис. кВттод залежно вiд природних умов. Експлуатацiя цих вiтроагрегатiв виявилася неприйнятною. Пiд час будiвництва електростанцiї з'ясувалося, що вiтропотенцiал територiї був значно завищений: електростанцiя виробляє значно менше електричної енергiї, нiж очiкувалося. І почасти з цiєї причини реальна собiвартiсть електроенергiї на Донузлавськiй ВЕС у 2,5-3 рази перевищила розрахункову (хоча те саме спостерiгається загалом i за кордоном).
Сьогоднi в Українi працюють Аджигольська, Асканiєвська, Донузлавська, Новоазовська, Сакська, Трускавецька ВЕС iз уведеною в дiю загальною потужнiстю 24 МВт. Вiтроенергетика є складовою частиною Нацiональної енергетичної програми України. Згiдно з Указом Президента вiд 1996 року в Українi дiє Комплексна програма будiвництва вiтряних електростанцiй. Метою програми є виробництво вiтроагрегатiв i будiвництво промислових ВЕС у складi електроенергетичних систем. Вiдповiдно до цiєї програми до 2010 року було передбачене будiвництво ВЕС сумарною встановленою потужнiстю 1990 МВт i досягнення при цьому виробництва електроенергiї близько 5,3 млрд кВттод щорiчно, що дозволило б заощаджувати майже 2 млн т умовного палива на рiк.
З метою стимулювання розвитку вiтроенергетики Верховна Рада України 8 червня 2000 року прийняла Закон України "Про змiни в деяких Законах України щодо стимулювання розвитку вiтроенергетики". Внесено змiни до Закону України "Про електроенергетику", на основi чого формуються спецiальнi кошти як вiдрахування вiд тарифу на електроенергiю в розмiрi 0,75 %, що становить близько 20 млн дол. на рiк.
Крiм вiтроенергетики, альтернативної енергетики як сформованої галузi економiки в Українi на даний час не iснує. Офiцiйна стратегiя її розвитку викладена в пунктi 7. 3 "Потенцiал розвитку нетрадицiйних i вiдновлюваних джерел енергiї" Енергетичної стратегiї України на перiод до 2030 року, що схвалена Кабiнетом мiнiстрiв України 15 березня 2006 року, що подається далi.
Витяг iз документа "Енергетична стратегiя України на перiод до 2030 року" щодо розвитку альтернативної енергетики в Українi.
7. 3. Потенцiал розвитку нетрадицiйних i вiдновлюваних джерел енергiї
Освоєння нетрадицiйних i вiдновлюваних джерел енергiї (НВДЕ) слiд розглядати як важливий фактор пiдвищення рiвня енергетичної безпеки та зниження антропогенного впливу енергетики на довкiлля. Масштабне використання потенцiалу НВДЕ в Українi має не тiльки внутрiшнє, а й значне мiжнародне значення як вагомий чинник протидiї глобальним змiнам клiмату планети, покращання загального стану енергетичної безпеки Європи. Тому шляхи та напрями стратегiчного розвитку НВДЕ в країнi повиннi сприяти солiдарним зусиллям Європейської спiльноти у галузi енергетики та вiдповiдати основним принципам Зеленої книги "Європейська стратегiя сталої, конкурентоспроможної та безпечної енергетики" (Брюссель, 8. 3. 2006. СОМ(2006) 105). Технiчно досяжний рiчний енергетичний потенцiал НВДЕ України в перерахунку на. умовне паливо становить близько 79 млн т у. п. Економiчно досяжний потенцiал цих джерел за базовим сценарiєм складає 57,7 млн т у. п., в тому числi вiдновлюваних природних джерел енергiї — 35,5 млн т у. п., позабалансових (нетрадицiйних)— 22,2 млн т у. п.
Показники розвитку використання НВДЕ за основними напрямами освоєння (базовий сценарiй), млн т у. п./рiк
| Напрями освоєння НВДЕ |
Рiвень розвитку НВДЕ по роках |
| 2005 |
2010 |
2020 |
2030 |
| Позабалансовi джерела енергiї, всього, у т. ч. |
13,85 |
15,96 |
18,5 |
22,2 |
| шахтний метан |
0,05 |
0,96 |
2,8 |
5,8 |
| Вiдновлюванi джерела енергiї, всього, у т. ч. |
1,661 |
3,842 |
12Д54 |
35,53 |
| бiоенергетика |
1,3 |
2,7 |
6,3 |
9,2 |
| сонячна енергетика |
0,003 |
0,032 |
0,284 |
1,1 |
| мала гiдроенергетика |
0,12 |
0,52 |
. 0,85 |
1,13 |
|
0,02 |
0,08 |
0,19 |
0,7 |
| вiтроенергетика |
0,018 |
0,21 |
0,53 |
0,7 |
| енергiя довкiлля |
0,2 |
0,3 |
3,9 |
22,7 |
| Усього |
15,51 |
|
30,55 |
. 57,73 |
пiдтримки перс пекти її них технологiй НВДЕ, якi вiдображають суспiльний iнтерес щодо пiдвищення рiвня енергетичної безпеки, екологiчної чистоти та протидiї глобальним змiнам клiмату.
i сонячної енергiї, теплової енергiї довкiлля, освоєння економiчно доцiльного гiдропотенцiалу малих рiчок України. На базi вiдновлювальних джерел значного розвитку набувають технологiї одержання як теплової, так i електричної енергiї.
рiвнi 2030 року, в тому числi за рахунок енергетичного використання залишок сiльгоспкультур, зокрема соломи — 2,9 млн ту. п., дров та вiдходiв деревини — 1,6 млн т у. п., торфу — 0,6 млн ту. п., твердих побутових вiдходiв — 1,1 млн ту. п., одержання та використання бїогазу — 1,3 млн т у. п., виробництва паливного етанолу та бiодизеля — 1,8 млн т у. п. Загальний обсяг iнвестицiй у розвиток бiоенергетики складе до 2030 року близько 12млрдгрн.
Головними напрямами збiльшення використання позабалансових джерел енергiї є видобуток та утилiзацiя шахтного метану, ресурси якого в Українi є значними. Використання метану для виробництва тепла та електроенергiї забезпечить замiщення 5,8 млн ту. п. первинної енергiї на рiвнi 2030 року, близько 1 млн т у. п. — на рiвнi 2010 року, водночас полiпшиться екологiчний стан i стан безпеки у вуглевидобуваннi.
ресурсiв оцiнюються в 200 тис. у. п. у 2005 р. i 830 тис. у. п. у 2030 р.
Передбачається виробництво електроенергiї за рахунок надлишкового тиску доменного та природного газiв до 1,3 млрд кВттод у 2030 роцi. Економiчно доцiльним є використання горючих газiв промислового походження.
Залучення теплоти довкiлля за допомогою теплових насосiв i термотрансформаторiв є одним iз найбiльш ефективних та екологiчно чистих напрямiв розвитку систем низькотемпературного теплопостачання, який має значне поширення у свiтовiй енергетицi. Ресурси акумульованої в довкiллi низькопотенцiйної теплоти, що можуть використовуватися у теплонасосних системах теплопостачання України, перевищують iснуючi та перспективнi потреби в тепловiй енергiї.
Економiчно доцiльнi для використання ресурси низькопотенцiйної теплоти природного i техногенного походження, що можуть утилiзуватися тепловими насосами, оцiнюються у 22,7 млн т у. п. на рiвнi 2030 р. Передбачається збiльшити обсяги використання потенцiалу вiтроенергетики з 0,018 млн т у. п. у 2005 р. до 0,7 млн т у. п. у 2030 р. Розвиток вiтроенергетики має базуватися на свiтових досягненнях в цiй сферi з урахуванням екологiчних вимог i максимальним використанням вiтчизняного науково-технiчного i виробничого потенцiалу.
200 ГВт сонячних модулiв iз значним зниженням вартостi виробленої електроенергiї. Україна має напрацьованi технологiї випуску сонячних модулiв, якi здiйснюють перетворення сонячної енергiї в електричну з допомогою фотоперетворювачiв на основi полiкристалiчного кремнiю, i експортує їх в Європу. Українськi компанiї при належному фiнансуваннi можуть за 1-2 роки освоїти серiйний випуск крупних партiй сонячних фотомодулiв, суттєво знизити питомi витрати кремнiю i вартiсть електроенергiї. Мала гiдроенергетика є технологiчно освоєним способом виробництва електроенергiї iз невисокою собiвартiстю. У 2030 р. на малих ГЕС планується виробити 3,34 млрд кВт год. Розвиток цього напрямку потребує iнвестицiйних вкладень близько 7 млрд грн. Вiдповiдно до базового сценарiю виробництво електроенергiї з використанням iнших вiдновлювальних джерел має збiльшитись з 51 млн кВт год у 2005 р. до 2,1 млрд кВт • год у 2030 р.
Загальний обсяг iнвестицiй у розвиток НВДЕ iз замiщенням понад 57 млн т у. п. складе близько 60,0 млрд грн. При цьому частка НВДЕ в загальному паливно-енергетичному балансi країни може зрости до 19 % на рiвнi 2030 р.
Очiкується швидкий розвиток використання НВДЕ, вiдповiднi технологiї яких вже освоєнi в Українi (позабалансовi джерела енергiї, пряме спалювання вiдходiв деревини та виробництва сiльськогосподарських культур, виробництв низькопотенцiйної теплової енергiї сонячними тепловими установками тощо) i впровадження яких є економiчно ефективним.
Для НВДЕ, якi потенцiйно є економiчно ефективними, але в країнi вiдсутнiй достатнiй для промислового застосування досвiд масштабної промислової експлуатацiї (геотермальна енергетика, використання тепла довкiлля, газифiкацiя вiдходiв деревини, рослинних залишкiв, твердих побутових вiдходiв тощо), передбачається розроблення дослiдних зразкiв у межах "Програми державної пiдтримки розвитку нетрадицiйних i вiдновлюваних джерел енергiї та малої гiдро- i теплоенергетики", для реалiзацiї пiлотних проектiв i подальшого впровадження таких технологiй у промислових масштабах.
Пiдтримки, перш за все в наданнi пiльгових iнвестицiй, потребує розвиток таких НВДЕ, як вiтроенергетика, сонячна електроенергетика, переробка вiдходiв тваринництва та птахiвництва, каналiзацiйних, стокiв з отриманням енергетичного ефекту, мала гiдроенергетика, виробництво бiопалива тощо.
Розвиток НВДЕ потребує законодавчого створення сприятливих умов iнвестування та вiдповiдної державної пiдтримки розробки та запровадження конкурентоспроможних технологiй та зразкiв обладнання, впровадження їх у виробництво i на їх основi подальшого розширення масштабiв використання нетрадицiйних i вiдновлюваних джерел енергiї, забезпечення вiльного доступу до електромереж виробникам енергiї з НВДЕ."
законодавство вимагають вiд енергетики серйозної перебудови.
"чистий" варiант. Це не зовсiм справедливо, оскiльки цi джерела енергiї мають принципово iнший спектр впливу на навколишнє середовище порiвняно з традицiйними енергоустановками. До того ж окремi види екологiчного впливу ПДЕ (поновлювальнi джерела енергiї) слабо вивченi.
Вплив кожного способу виробництва електроенергiї на навколишнє середовище визначається перш за все кiлькiстю та складнiстю послiдовних стадiй отримання палива та енергiї. У зв'язку з цим, щоб порiвняти вплив на навколишнє середовище ПДЕ та паливних циклiв на основi ядерного чи органiчного палива, потрiбно послiдовно розглянути усi етапи виробництва. Виробництво електроенергiї на основi вiдновлюваних джерел вiдрiзняє простота циклiв, що збiльшує їх надiйнiсть, яка є одним з iстотних факторiв у загальнiй екологiчнiй оцiнцi.
Традицiйнi джерела енергiї використовують вичерпнi невiдновлюванi природнi ресурси: вугiлля, нафту, газ, уранову руду тощо. Нетрадицiйнi джерела використовують невичерпнi природнi ресурси (сонячну радiацiю, геотермальну енергiю, енергiю океанiчних припливiв, хвиль, течiй, а також енергiю вiтру) та вичерпнi вiдновлюванi природнi ресурси (рослиннiсть, поверхневi води), а також штучнi ресурси, що утворюються внаслiдок дiяльностi людини.
|
