Р еспублика Беларусь относится к категории стран, которые не обладают значительными собственными топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР). Собственные ТЭР: нефть, газ, дрова, торф, гидроресурсы и биомасса. Обеспеченность Pеспублики собственными энергоресурсами находится на уровне 15-17% потребности Республики в ТЭР.
В Беларуси кроме возобновляемых источников энергии практически отсутствуют другие источники. Таким образом, доля возобновляемых источников энергии составляет до 80% в структуре собственных ТЭР.
В настоящее время в республике выполняется «Целевая программа обеспечения не менее 25% объема производства электрической и тепловой энергии за счет использования местных видов топлива и альтернативных источников энергии на период до 2012 года». Для обеспечения получения тепловой и электрической энергии в объеме 25 процентов из местных ТЭР необходимо увеличение использования последних до 5,93 млн.т у.т. в год, а также использования тепловых вторичных энергоресурсов, ветроустановок, биогаза в топливном эквиваленте до 0,82 млн.т у.т. в год. Таким образом, планируется к 2012 году обеспечить прирост использования местных энергоресурсов, включая тепловые вторичные энергоресурсы, энергию ветра, солнца, биомассы на 2,8 млн.т у.т. К настоящему времени в реализации данной программы акцент сделан на использование дров и древесных отходов. Потенциал остальных возобновляемых источников энергии используется незначительно.
Возобновляемая и альтернативная энергия в энергетической политике Беларуси Одним из основных индикаторов в концепции энергобезопасности является доля местных видов топлива в балансе ТЭР. В Беларуси доля использования местных видов топлива (МВТ) в настоящее время составляет около 17 %. В соответствии с концепцией будет
проходить увеличение доли МВТ к 2010 году до 20,5 %, 2015-му - до 27,5 %, к 2020 году - до 31,6-34,5 %.
В настоящее время проект закона «О нетрадиционных и возобновляемых источниках энергии» находится на согласовании в Совете Министров. Ожидается, что закон будет определять: (1) направления государственного регулирования в сфере развития и использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (НВИЭ) и (2)
направления государственной поддержки НВИЭ. Проект закона не опубликован, поэтому согласно официальной позиции в числе наиболее важных положений данного закона указаны следующие положения: (1) гарантированное подключение энергетических установок, использующих нетрадиционные и возобновляемые источники энергии, (2)
обязательное приобретение государственными электроснабжающими организациями энергии, производимой на таких объектах, (3) а также оплата энергии по стимулирующим тарифам (предполагается, что оплата по стимулирующим тарифам будет проводиться в течение всего периода эксплуатации таких установок).
Таким образом, закон «О нетрадиционных и возобновляемых источниках энергии» может стать гарантом поддержки развития альтернативной и возобновляемой энергетики и позволит преодолеть многие проблемы и барьеры в реализации увеличения доли возобновляемых источников энергии в структуре ТЭР до 25% и более. Однако, говорить
об эффективности закона еще рано, необходимо вначале ознакомится с основными его положениями.
Согласно постановления Совета Министров Республики Беларусь от 24.04.1997 №400 в редакции от 28.02.2002 №288 «О развитии малой и нетрадиционной энергетики» (1) разработана концепция развития малой и нетрадиционной энергетики в Республике Беларусь; (2) гарантируется подключение к сетям энергосистемы республики объектов малой и нетрадиционной энергетики, принадлежащих субъектам хозяйствования независимо от форм собственности, а также оплата поставляемой этими объектами энергии; (3) разработан порядок формирования тарифов на электроэнергию, покупаемую энергосистемой от объектов малой и нетрадиционной энергетики. Так, постановление №91 Министерства экономики РБ от 31.05.2006 г. устанавливает повышенный тариф на покупку электроэнергии, выработанной с помощью ВИЭ, с коэффициентом 1,3, что составляет ориентировочно 10 - 11 евроцентов (а для мини-ТЭЦ на природном газе -
0,85).
Однако существующих механизмов недостаточно для стимулирования развития возобновляемой энергетики.
В соответствии с «Целевой программой ……» и другими комплексными программами для республиканских органов управления (Министерств, концернов, областных исполнительных комитетов и т.д.) разработаны задания по увеличению потребления местных энергоресурсов с указанием объемов увеличения доли МВТ до 2012, а также
конкретные мероприятия с указанием года введения в эксплуатацию и объемов и источников финансирования. Таким образом, стимулирования реализации «Целевой программы …» не предусмотрено, а разработаны административные указания. За формирование и выполнение политики в области возобновляемых источников энергии ответственны три ведомства - Департамент по энергоэффективности Государственного Комитета по стандартизации в Республике Беларусь, Министерство энергетики, Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды. Однако, единого, координирующего органа нет. В обязанности данных органов входит планирование, реализации и мониторинг деятельности в области возобновляемых и альтернативных источников. Академия наук Беларуси отвечает за развитие научной и технологической базы для реализации проектов по возобновляемой и альтернативной энергетике.
В настоящее время в республике сложилась сложная бюрократическая система, которая препятствует развитию возобновляемой энергетики. Разработаны многочисленные концепции и программы, эффективность которых вызывает сомнение. Для реализации проектов по возобновляемой и альтернативной энергетике существующая научная и технологическая база не достаточна, отсутствуют технические нормативы. Однако, следует также отметить, что появляются заинтересованные чиновники и институты в реализации подобных проектов.
Потенциал альтернативных источников энергии в Беларуси
Потенциал энергии ветра оценивается в экономии (замещении) топлива в 1,9 - 2,0 млн.т усл. топл./год . Ветроэнергетический потенциал оценен в 220 млрд. кВт ч. В настоящее время ветроэнергетика в Беларуси развивается очень медленными темпами, так как инвесторы в РБ сталкиваются со значительными трудностями, а региональным
энергосистемам развитие ветроэнергетики не очень выгодно. Сегодня в Беларуси действует только две серийные ветроэнергетические установки. Работают ветроустановки мощностью 270 кВт и мощностью 660 кВт в пос. Дружная Мядельского района. Подготовлен архитектурный проект строительства самой крупной в Беларуси ветроустановки мощностью 1,2 МВт в д.Грабники (РУП «Гродноэнерго»). Правительство приступило к рассмотрению программы развития ветроэнергетической отрасли Беларуси на 2008—2014 годы. Предусматривается, что в 2010 году должны быть введены в эксплуатацию ветроэнергетические установки суммарной мощностью 3,7 МВт, к 2012-му — 5,2 МВт, к 2014 году — 15 МВт. В настоящее время разрабатывается 2 проекта создания совместных предприятий с региональными энергосистемами для строительства парков ВЭС ориентировочной суммарной мощностью по 20 - 30 МВт. Кроме того, до 2010 г. должна быть подготовлена соответствующая нормативно-правовая база. Для эффективной реализации проектов в области ветроэнергетики необходимо проводить реальные замеры с целью определения ветроэнергетических ресурсов; наладить выпуск оборудования, соответствующего климатическим условиям Беларуси; накапливать опыт проектирования, внедрения и эксплуатации ветротехники.
Потенциал энергии солнца в экономии топлива для горячего водоснабжения оценивается в 1,25 - 1,75 млн.т усл. топл./год; для производства электроэнергии - в 1,0- 1,25 млн.т усл. топл./год . В настоящее время промышленного значения не имеет. Имеется только несколько экспериментальных установок. В ближайшем будущем не
планируется широкое использование энергии солнца в Беларуси.
Основными направлениями в производстве энергии из биомассы являются: (1) отходы растениеводства; (2) биогаз из отходов животноводства; (3) дрова и древесные отходы; (4) фитомасса и (5) коммунальные отходы.
Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением энергосбережения для Республики Беларусь. Общий потенциал отходов растениеводства оценивается до 1,46 млн т.у.т. в год. Потенциально возможное получение товарного биогаза от животноводческих комплексов составляет 160 тыс.
т.у.т. в год. В Беларуси запланировано к 2010 году внедрить 10 биогазовых установок. В настоящее время в республике работает 3 биогазовых установки (г. Заславль, Брест и Гомель). В настоящее время внедрение биогазовых установок идет сложно. Одна из причин заключается в незаинтересованности хозяйств реализовывать эти проекты, так как сельское хозяйство продолжает потреблять электроэнергию по льготным ценам. Однако с привлечением частных иностранных инвестиций планируется осуществлять по 8 - 10 проектов в год по получению и утилизации биогаза из отходов животноводства. Потенциальная энергия, заключенная в коммунальных отходах, образующихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс.т у.т. При их биопереработке в целях получения газа эффективность составит не более 20 - 25 процентов, что эквивалентно 100 - 120 тыс.т у.т. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы отходов на полигонах твердых бытовых отходов (ТБО). В Беларуси имеется опыт реализации проектов получения свалочного газа с привлечением средств частного инвестора на полигоне ТБО «Тростинец» - мощность установки 3,0 МВт.
Экономически целесообразный потенциал использования дров и древесных отходов для производства тепловой и электрической энергии составляет в 2010г. - 2,24 млн.т у.т. и в 2012 г. - 3,10 млн.т у.т. Перевод энергоисточников на местные виды топлива поставлен под централизованный государственный контроль, что, с одной стороны, позволяет
активизировать переход на использование древесного топлива для теплоснабжения. Однако, с другой стороны, для предприятий главным показателем становится количество сжигаемой древесины, а не экономическая целесообразность проекта. Нередко выработка тепловой энергии на древесном топливе на коммунальной котельной
обходится в 2 - 2,5 раза дороже, чем с использованием природного газа. Это происходит за счет неотработанной системы сбора и заготовки древесного топлива, слабомеханизированного труда, а также за счет того, что зачастую сжигается деловая древесина. Данную проблему можно было бы решить, заменив действующие механизмы стимулирования применения древесного топлива на экономические механизмы. Перспективно развивать и поддерживать участие частного малого бизнеса в заготовке древесины для топливных нужд. В числе пилотных проектов были переведены на древесное топливо Осиповичская мини-ТЭЦ и Вилейская мини-ТЭЦ. В настоящее время
построены либо реконструированы еще около 50 котельных.
Экономия топлива в результате использования энергии малых рек составляет 0,11 - 0,15млн.т. услл. топл./год . Потенциальная мощность всех водотоков Беларуси - 850 МВт, в том числе экономически целесообразным является использование 250 МВт - именно до такого уровня намерены довести общую мощность малых гидроэлектростанций в Беларуси к 2020 году. В настоящее время на балансе энергосистемы Беларуси функционируют гидроэлектростанции установленной мощностью около 20 МВт. В Республике к настоящему времени освоено примерно 4% располагаемого экономического гидроэнергопотенциала. В ближайшие годы будут введены Гродненская ГЭС мощностью 17 МВт на реке Неман, Полоцкая ГЭС (23 МВт) на реке Западная Двина, гидроэлектростанция на Днепре (5 МВт) и другие мини-ГЭС на Морочи, Случи, Птичи, Сервечи, Ислочи и других малых реках. Согласно проведенным оценкам, потенциально возможно в Беларуси возвести сотни геотермальных станций. В настоящее время планируется строительство первой геотермальной станции под Брестом на тепличном комбинате "Берестье". Планируется
качать воду с температурой в 25-30 градусов Цельсия для отопления теплиц агрокомбината.
В Беларуси есть единичные примеры использования возобновляемой энергетики для личных нужд - строительство экодомов (ОО «ЭкоДом», Минское городское отделение Международного общественного объединения экологов); установка ветряка для обеспечения офиса (ОАО «Могилевский технопарк).
В 2008 году в Беларуси введены в эксплуатацию первые два биогазовых комплекса - на племптицезаводе "Белорусский" в г. Заславль (мощность 340 кВт - первая очередь) и в селекционно-гибридном центре "Западный" Брестского района (мощность 520 кВт). В настоящее время завершаются работы по строительству биогазового комплекса в ОАО "Гомельская птицефабрика". В процессе строительства биогазовые комплексы на животноводческих фермах в поселках Лань-Несвиж и Снов. В колхозе "Рассвет" Кировского района готовятся к созданию установки для производства биогаза мощностью 3 МВт.
Как правило, проблематика возобновляемых источников энергии не освещается в публичных дискуссиях. Информация об уже реализованных проектах представлена только на профессиональных / тематических сайтах. Информация о существующих технологиях использования возобновляемых источников энергии отсутствует. В последнее время интерес к возобновляемым источникам энергии у общественных организаций возрос и основное направление деятельности общественных организаций в этом направлении - реализации проектов, направленных на использование возобновляемой энергетики для личных нужд (ОО «ЭкоДом», Минское городское отделение Международного общественного объединения экологов, МОО «Экопроект» (как составная часть климатической политики и адаптации к изменению климата)).
Выводы/ Перспективы
Развитие возобновляемых источников энергии рассматривается государственной властью как одно из направлений энергетической безопасности страны. Выполнение поставленной задачи доведения МВТ до 25% будет обеспечиваться в первую очередь за счет увеличения добычи, производства и потребления древесного топлива. Также в ближайшее время планируется расширенное вовлечение в топливно-энергетический баланс гидроресурсов, биогаза и коммунально-бытовых отходов, гелиоресурсов и энергии ветра. Главными сдерживающими факторами развития возобновляемой энергетики в Республике являются:
В последнее время правительство Беларуси поворачивается лицом к иностранным инвесторам, особенно в таких областях, как ВИЭ. Такой вывод мы делаем из опыта работы с конкретными иностранными инвесторами, делающими первые шаги в Беларуси. Однако правительству необходимо еще очень многое сделать в этом направлении, в том числе увеличить меры стимулирующего характера для инвесторов в ВИЭ, упростить процедуры выделения участков под строительство, согласования и экспертизы проектов, подключения к электосетям и др., усовершенствовать нормативную техническую базу. Развитие возобновляемой энергетики крайне важно для Республики Беларусь. Только это сможет повысить реальную независимость страны в первую очередь от России. Так как говорить о независимости страны, сидящей на «газовой игле», как минимум глупо, развитие возобновляемой энергетики положительно скажется на экономическом и экологическом состоянии Республики. Потенциал Беларуси в возобновляемой энергетике велик. Проведены некоторые исследования, проводится информирование властей, а также местных и согласующих органов. Рынок находится в положении «низкого старта». Самое время появиться лидерам, которые возглавят развитие отрасли в области возобновляемой и альтернативной энергии.
Литература:
1. Ермашкевич В.Н. Возобновляемые исчтоники энергии Беларуси: прогноз, механизмы реализации: Учебн. Пособие / В.Н. Ермашкевич, Ю.Н. Румянцева. - Мн.: НО ООО «БИП-С», 2004. - 121 с. 2. Целевая программа обеспечения в республике не менее 25% объема производства электрической и тепловой энергии за счет использования местных
видов топлива и альтернативных источников энергии на период до 2012. - Постановление совета министров РБ 30.12.2004 № 1680, www.pravo.by.
Г.В. Кузьмич, И.П. Усовa
Усова Ирина - закончила Белорусский государственный университет, географический факультет; магистерскую программу «Территориальное планирование в Европе», г. Карскруна, Швеция; аспирантуру в Белорусском государственном университете. В настоящее время работает в энергетической инженерно-консалтинговой «ЭНЭКА», с 2007г. возглавляет Международное общественное объединение «Экопроект».
Обострение энергетических отношений с Россией, сопутствующий рост стоимости импортируемого углеводородного сырья вынуждает власти Республики делать ставку на местные, преимущественно возобновляемые источники энергии . В перспективе энергетика Белоруссии может стать полностью независимой к 2050 г.
Целевые программы и государственная поддержка
В Беларуси была принята целевая государственная программа, согласно которой доля местных видов топлива и альтернативных источников энергии к 2012 г. в энергобалансе должна быть доведена до 25%. Как заявил президент Белоруссии Александр Лукашенко, энергосбережение , использование альтернативных видов энергоносителей, прежде всего своих, возобновляемых, выходит на уровень задач национального звучания.
На первом этапе ставка была сделана преимущественно на использование угля, торфа и древесины. Основным направлением стимулирования строительства новых объектов, работающих на местных видах топлива (МВТ), стали закупки концерном “Белэнерго” электроэнергии, вырабатываемой такими предприятиями, по повышенным тарифам. Принято решение в первые 5 лет их эксплуатации покупать электроэнергию в 1,3 раза дороже обычных тарифов.
В результате подобных стимулирующих мер планируется замещение природного газа местными видами топлива в системе Минэнерго Беларуси в 2010 г. порядка 460 тыс. т.у.т.
По словам заместителя министра энергетики Беларуси Леонида Шенеца, для реализации программы модернизации энергетической отрасли, в том числе на строительство ТЭЦ, работающих на угле и местных видах топлива, необходимо около 19,1 млрд долл., на внедрение энергоэффективных технологий и реализацию программ по энергосбережению планируется привлечь 12,5 млрд долл.
За 2009-2010 гг. планируется истратить 165 млн долл. на перевод котельных на местные виды топлива и жилищно-коммунальное хозяйство Беларуси. Это значительно бóльшие суммы, в сравнении с предыдущими годами. Ранее за 2005-2007 гг. на эти цели было затрачено около 62 млн долл.
За последние шесть лет доля местных видов топлива значительно выросла – с 5,3% до 21,7%, что позволило сократить долю импортируемых топливно-энергетических ресурсов ЖКХ с 94,7% до 78,3%.
При этом неправительственными организациями в Белоруссии разрабатывается “концепция развития экологически чистой энергетики до 2050 года”. По мнению одного из разработчиков концепции, представителя международной организации Inforse Гунно Бойе Олесена, у Беларуси есть достаточный потенциал в использовании энергии солнца, ветра, биомассы и биогаза для того чтобы активно развивать свою альтернативную энергетику.
Концепция предусматривает активное использование альтернативных источников энергии в различных сферах жизнедеятельности, в том числе в домостроительстве, внедрение энергоэффективных технологий в производстве, модернизацию энергетических сетей, энергосбережение. Реализация предложенного сценария позволит к 2050 г. полностью отказаться от импорта газа и нефти, а также от ядерной энергетики в республике.
Необходимо также отметить то, что для более широкого применения альтернативных источников энергии в Беларуси нужно лоббировать их использование на разных уровнях. Так считает директор компании ООО “Белветроэнерго” Владимир Нистюк. Он говорит, что лоббирование станет одной из целей “Ассоциации возобновляемой энергетики”, к участию в которой приглашены и биоэнергетики, и гелиоэнергетики. Такая структура необходима, подчеркивает Нистюк, еще и потому, что альтернативная энергетика – это новая для Беларуси отрасль. Чтобы она эффективно заработала, необходимо принять соответствующее законодательство , добиться поддержки на государственном уровне и, главное, – понимания перспективности возобновляемых источников энергии.
Повышение энергоэффективности
К 2020 г. Беларусь собирается снизить энергоемкость ВВП с 400 до 210-220 кг нефтяного эквивалента на 1 тыс. долл. ВВП и выйти по этому показателю на уровень Швеции. К 2010 г. в Беларуси планируется уменьшить энергоемкость ВВП не менее чем на 31% и выйти на показатель 280 кг нефтяного эквивалента на 1 тыс. долл. ВВП (уровень Канады). В 2015 г. энергоемкость ВВП должна снизиться не менее чем на 50%, в 2020 г. – не менее чем на 60% к уровню 2005 г. Но пока в Беларуси энергоемкость ВВП в 1,5-2 раза выше, чем в развитых странах со сходными климатическими условиями.
Содействовать этому призваны новые технологии и увеличение использования в республике местных видов топлива (МВТ), вторичных, нетрадиционных и возобновляемых энергоресурсов (НВИЭ) на 1,7 млн т.у.т.
Сегодня в республике действуют две основные программы по энергосбережению:
Государственная комплексная программа модернизации основных производственных фондов Белорусской энергосистемы, энергосбережения, увеличения использования в республике собственных топливных ресурсов (утверждена Указом Президента Республики Беларусь 25.08.2005 № 399)
Республиканская программа энергосбережения на 2006-2010 гг. (утверждена Постановлением Совета Министров Республики Беларусь 02.02.2006 № 137).
Сотрудничество с Германией
Белоруссия заинтересована в сотрудничестве в сфере альтернативной энергетики с Германией, которая достигла значительных успехов в области ветро- и солнечной энергетики. Немецкие специалисты имеют большой опыт создания ветроустановок и солнечных батарей, который было бы перспективно перенять и Беларуси. Так считает директор Белорусского инновационного фонда Анатолий Гришанович. К числу приоритетных направлений сотрудничества он отнес содействие трансферу технологий и знаний, внедрению инноваций, а также участие немецких компаний в реализации инновационных проектов в энергетике таких как строительство гидроэлектростанции на реке Щара, совершенствование теплоэлектростанций, организации производств по выпуску топливных гранул, создание биогазовых установок.
Кроме того, для Белоруссии немаловажна тема проектирования энергоэффективных домов и реконструкции старых помещений; опыт немецких компаний в этой области также крайне интересен.
Белорусские и немецкие ученые уже тесно сотрудничают: около половины проектов, реализуемых в Беларуси при содействии международных организаций, – белорусско-немецкие. В 2007 г. было осуществлено 40 проектов, и немалую роль в их реализации сыграли совместные контактно-кооперационные биржи.
В свою очередь представитель посольства Германии в Белоруссии Свен Хаанкс отметил, что в Германии растет интерес со стороны бизнес- и научного сообщества к Белоруссии. Объем взаимной торговли увеличивается с каждым годом в среднем на 19%. В 2007 г. он достиг около 2,9 млрд долл.
Возобновляемая энергетика в Беларуси
Рис. 1. Прогноз суммарного потребления топлива в Беларуси (ПДж).
Источник: Энергетический портал Reenergy.by и ООО “Белорусское Отделение Международной Академии Экологии”
Развитие биоэнергетики
Основными направлениями в производстве энергии из биомассы являются:
Отходы растениеводства
Биогаз из отходов животноводства
Дрова и древесные отходы
Фитомасса.
Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением энергосбережения для Белоруссии. Общий потенциал отходов растениеводства оценивается до 1,46 млн т.у.т. в год.
Отходы животноводства особенно интересны тем, что без дополнительных энергетических затрат можно получить экологически чистые высококачественные органические удобрения и вследствие этого пропорционально сократить энергоемкое производство минеральных удобрений. Применение биогазовых установок позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных ферм и животноводческих комплексов, а также на посевных площадях, куда в настоящее время сбрасываются отходы животноводства. Потенциально возможное получение товарного биогаза от животноводческих комплексов составляет 160 тыс. т.у.т. в год.
Централизованная заготовка дров и отходов деревообработки в республике Беларусь осуществляется предприятиями Министерства лесного хозяйства и концерна “Беллесбумпром”. Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение лигнина в топливный баланс республики.
В целом по республике годовой объем использования дров и отходов лесопиления составлял около 1,0-1,1 млн т.у.т. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3-0,4 млн т.у.т. Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить, исходя из естественного годового прироста древесины, который приближенно оценивается в 25 млн м³ или 6,6 млн т.у.т. в год, в т.ч. в загрязненных районах Гомельской области 20 тыс. м³ или 5,3 тыс. т.у.т.
Для использования древесины из данных районов в качестве топлива необходимо разработать и внедрить технологии и оборудование по газификации и параллельной дезактивации. Исходя из планируемого к 2015 г. роста заготовок древесины в 2 раза, а также с учетом увеличения объемов использования отходов деревообработки, лесопиления и переработки древесины, прогнозируемый годовой объем древесного топлива может возрасти до 1,6 млн т.у.т.
В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 5 т.у.т. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2 раза. Из этого количества фитомассы можно получить 5-7 т жидких продуктов эквивалентных нефти. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья площади выработанных торфяных месторождений, на которых отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га, которая может стать стабильным, экологически чистым источником энергетического сырья в объеме до 1,3 млн т.у.т. в год.
Отсутствие опыта массового использования фитомассы для энергетических целей не позволяет сделать оценку затрат и будущих цен на топливо, т. к. для этой цели потребуется разработка специальной техники, дорожная инфраструктура, перерабатывающие предприятия и т.д. Однако по укрупненным расчетам цена составит около 35 долл./т.у.т.
Энергия ветра
Для первоначального этапа развития ветроэнергетики Беларуси определены 1840 площадок для строительства как одиночных ВЭУ , так и ВЭС с потенциалом более 200 млрд кВт·ч. Выявленные на территории Беларуси площадки под ветроэнергетику – это, в основном, гряды холмов высотой от 20 до 80 м с фоновой скоростью ветра 5 м/с и более, на которых можно возвести от 5 до 20 ВЭУ.
Выборочные обследования зон опытной эксплуатации ветротехнического оборудования на территории Беларуси показали, что при оптимальном выборе строительной площадки для возведения ВЭУ (на возвышениях и открытой местности, на берегах водных массивов и т.п.) окупаемость ВЭУ при среднегодовой скорости ветра 6-8 м/с укладывается в срок около 5 лет.
Наиболее эффективно обеспечивается использование современной зарубежной ветротехники на территориях зон со среднегодовыми фоновыми скоростями не ниже 4,5 м/с на холмистом рельефе. К таким регионам относятся: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области, включая прилегающие с запада районы, Витебская возвышенность.
В итоге ветер может дать Беларуси 2-3% энергии от общего энергобаланса страны, максимум – до 5%.
Энергия солнца
По метеорологическим данным в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 85 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 243 кал на 1 см² за сутки, что эквивалентно 2,8 кВт·ч/м², а с учетом КПД преобразования для гелиоэлектричества 12% – 0,3 кВт·ч/м². Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 долл. за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1кВт·ч электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путем сжигания топлива.
Высокая стоимость солнечных коллекторов, а также сопутствующие затраты на строительно-монтажные работы, конструкции, кабели, системы управления, технические средств для обслуживания, инфраструктуру в настоящее время накладывают сильные ограничения на развитие гелиоэнергетики в Беларуси.
Основными направлениями использования энергии солнца будут гелиоводоподогреватели (ГВН) и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве. Стоимость оборудования для жилого дома или коттеджа варьируется в пределах 900-3500 долл.
Отдельный интерес представляет пассивное использование солнечной энергии методом строительства домов “солнечной архитектуры “. Расчеты показывают, что количества энергии, падающее на южную сторону крыши домов площадью 100 м² на широте Минска, вполне хватает даже на отопление зимой. Размеры дешевого гравийного теплового аккумулятора под домом вполне приемлемы.
Пока игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого принципа – немецкий Международный Образовательный Центр. Если проектирование зданий проводить с учетом энергетического потенциала климата местности и условий для саморегулирования теплового режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно сократить на 20-60%. Так, строительство на принципах “солнечной архитектуры” может снизить годовое теплопотребление до 70-80 кВт/м².
Рис. 2. Проектное предложение по энергоэффективной застройке района г. Минска (засл. арх. РБ А.А. Соболевский)
В статье были использованы материалы белорусского портала по альтернативной энергетике Reenergy.by
Алексей Смирнов
Географический факультет МГУ
Те, кто считает природную энергию бесплатной, глубоко заблуждаются. Практически все оборудование поступает к нам из-за границы и проходит долгую цепочку наценок. К стоимости прибавляется таможенная пошлина, НДС, надбавка поставщика, фирмы, которая возьмется за монтаж. В итоге белорусскому потребителю любая установка, будь то ветряк или солнечная панель, обойдется значительно дороже, чем европейцу.
Но это не значит, что на возобновляемой энергетике для частных потребителей в Беларуси можно поставить крест. Есть случаи, когда обойтись без альтернативных источников практически невозможно.
Отопление из скважины
Самый популярный вид альтернативной энергии у владельцев частных домов — геотермальная. Для ее получения бурится скважина и устанавливается тепловой насос. Системе достаточно закачать из недр жидкость температурой всего около десяти градусов, а специальные тепловые насосы способны забрать у нее энергию и нагреть воду в доме до температуры 50—60 градусов. Поясняя принцип работы тепловых насосов, эксперты часто используют выражение “холодильник наоборот”. Закаченная из недр вода охлаждается на несколько градусов, а освобожденная при этом энергия используется для отопления коттеджа или подогрева воды в кране.
По экспертным оценкам, в частном секторе Беларуси установлено несколько сотен тепловых насосов. Их владельцы отапливают свои дома и получают горячую воду без использования газа, дров и другого топлива. Единственный ресурс, который им приходится затрачивать — электроэнергия для работы оборудования. Одного киловатта достаточно, чтобы добыть из-под земли 4—5 киловатт тепловой энергии.
Найти фирму, готовую установить такое оборудование, не составит труда. Некоторые из них работают с клиентами во всех регионах страны. Сложность возникнет скорее с ценой. Геотермальное отопление для коттеджа площадью 150 квадратных метров с установкой немецкого оборудования обойдется примерно в 20—25 тысяч евро. Срок службы оборудования — более 30 лет. Но при действующих ценах на энергоносители примерно таким же будет и срок окупаемости.
— Интерес к использованию возобновляемой энергии в Беларуси очень высок, но мы призываем наших клиентов реально смотреть на вещи и не гнаться за европейской модой, — говорит Владимир Потещенко, заместитель директора одной из минских фирм, поставляющих на наш рынок энергосберегающее оборудование, в том числе тепловые насосы и солнечные коллекторы. — Экономически возобновляемые источники оправданны лишь в том случае, если рядом нет газопровода или электросетей. Таких заказов к нам поступает лишь пять процентов от общего количества.
Солнечная арифметика
В нашей стране в среднем 51 ясный день в году. А на один квадратный метр земли в год поступает примерно тысяча киловатт солнечной энергии, что эквивалентно 100 литрам дизельного топлива или 100 кубометрам природного газа. Тем не менее солнечные батареи на крышах наших домов можно встретить нечасто. Но при желании установить их можно. Цена системы из двух батарей, аккумуляторов и блока управления европейского производства доходит до 30 тысяч евро. На солнечные батареи поступают лишь единичные заказы. Зато активно начали использовать энергию светила государственные и частные предприятия в местах, где нет электросетей.
Среди частных потребителей больше распространены солнечные коллекторы для нагрева воды. Накопленная энергия аккумулируется в специальных бойлерах, поэтому пользоваться теплой водой можно даже ночью. Коллекторы приносят эффект летом и в межсезонье. Причем они улавливают солнечное тепло даже в пасмурную погоду, но с меньшей эффективностью.
Для небольшого частного дома достаточно двух солнечных установок. Они монтируются на крыше и могут обеспечить до 70 процентов потребности в горячей воде семьи из 3—4 человек. Стоят коллекторы 12—16 миллионов рублей. По мнению специалистов, это наиболее доступный и быстроокупаемый вариант использования возобновляемой энергии в нашей стране.
— Подогревать воду от солнца мы решили совершенно случайно после просмотра ролика на “Евроньюс”, — делится опытом Дмитрий Барбарчик, владелец коттеджа в частном секторе Бреста. — Давно хотели внести свой вклад в развитие “зеленого” направления, и два года назад на нашей крыше появились два солнечных коллектора немецкого производства. Продавец обещал, что их можно использовать для подогрева воды и зимой, но на практике это не подтвердилось. В холодную пасмурную погоду автоматически включается электрический бойлер, так что горячая вода в доме есть всегда. Зато практически все лето мы используем энергию солнца, чем я лично очень горжусь.
Навстречу ветру
В таких странах, как Дания, Германия, Австрия, “ветряки” стали частью местного пейзажа. У нас в частном секторе их можно встретить лишь в самодельном исполнении. Но скоро ситуация может поменяться — на то есть две веские причины. Во-первых, завод в городе Барань (Оршанский район) выпустил опытный образец отечественной ветроустановки для обеспечения электроэнергией частных коттеджей. Он проходит испытания и уже в этом году должен поступить в продажу. А во-вторых, Европа обновляет свой ветропарк и бывшие в употреблении агрегаты начали поступать в том числе и на наш рынок. Цена их значительно ниже новых. Один киловатт установленной мощности стоит примерно 1000—1200 евро. Для обеспечения частного дома электроэнергией от ветра придется потратить не менее 10 тысяч евро.
— К нам часто обращаются люди, которые купили за рубежом ветроагрегат или солнечную батарею, а они практически не работают в наших условиях, — отметил исполнительный директор ассоциации “Возобновляемая энергетика” Владимир Нистюк. — Поэтому перед тем как устанавливать оборудование, необходимо изучить особенности местности и проконсультироваться с опытными специалистами, иначе траты будут бессмысленными. А вообще вначале нужно утеплить стены современными материалами и приобрести энергоэффективные бытовые приборы. Бессмысленно обеспечивать коттедж возобновляемыми источниками энергии, если в нем промерзают стены и используются “лампочки Ильича”.
В перспективе 25—30 процентов энергии Беларусь сможет получать из возобновляемых источников, уверен специалист, но без государственной поддержки достичь такого высокого показателя невозможно. К примеру, в европейских странах на покупку оборудования для использования возобновляемой энергии выделяются субсидии, беспроцентные кредиты, предусмотрены налоговые льготы. Таким образом государство инвестирует в свою энергетическую безопасность и обеспечивает устойчивое развитие. К сожалению, у нас пока ситуация обратная. К примеру, тепловые насосы облагаются пятнадцатипроцентной таможенной пошлиной, по полной снимается и НДС. А владельцы коттеджей скрывают, что они используют геотермальную энергию опасаясь, что Энергонадзор им в разы повысит тариф, посчитав, что дом отапливается электричеством.
Остается надеяться, что со временем ситуация изменится и помимо экологических появятся и весомые экономические стимулы использовать возобновляемые источники энергии. В начале своего появления и мобильные телефоны размером с кирпич стоили более тысячи долларов. Буквально за пару лет они подешевели в десять раз. Можно предположить, что такой же обвал цен произойдет и в “зеленой” энергетике и уже через лет пять обычный белорус сможет посмотреть на тепловой насос или солнечную батарею как потребитель.
Сотни частных коттеджей и дач в Беларуси уже используют альтернативные источники энергии, но пока они доступны лишь очень состоятельным гражданам. Еще недавно установить ветряк или солнечную батарею было большой проблемой. Их просто негде было взять. Сегодня оборудование для использования природной энергии предлагают десятки фирм, но даже сами продавцы откровенно говорят, что в наших условиях оно может окупаться десятки лет.
Те, кто считает природную энергию бесплатной, глубоко заблуждаются. Практически все оборудование поступает к нам из-за границы и проходит долгую цепочку наценок. К стоимости прибавляется таможенная пошлина, НДС, надбавка поставщика, фирмы, которая возьмется за монтаж. В итоге белорусскому потребителю любая установка, будь то ветряк или солнечная панель, обойдется значительно дороже, чем европейцу. Поэтому при покупке бытовой техники обязательно обращайте внимание на потребляемую мощность данным прибором. На первый взгляд, такие небольшие, но нужные приборы, как блендеры , при правильном выборе модели, помогут Вам рационально и бережно использовать электрическую энергию.
Но это не значит, что на возобновляемой энергетике для частных потребителей в Беларуси можно поставить крест. Есть случаи, когда обойтись без альтернативных источников практически невозможно.
Самый популярный вид альтернативной энергии у владельцев частных домов — геотермальная. Для ее получения бурится скважина и устанавливается тепловой насос. Системе достаточно закачать из недр жидкость температурой всего около десяти градусов, а специальные тепловые насосы способны забрать у нее энергию и нагреть воду в доме до температуры 50—60 градусов. Поясняя принцип работы тепловых насосов, эксперты часто используют выражение “холодильник наоборот”. Закаченная из недр вода охлаждается на несколько градусов, а освобожденная при этом энергия используется для отопления коттеджа или подогрева воды в кране.
По экспертным оценкам, в частном секторе Беларуси установлено несколько сотен тепловых насосов. Их владельцы отапливают свои дома и получают горячую воду без использования газа, дров и другого топлива. Единственный ресурс, который им приходится затрачивать — электроэнергия для работы оборудования. Одного киловатта достаточно, чтобы добыть из-под земли 4—5 киловатт тепловой энергии.
Найти фирму, готовую установить такое оборудование, не составит труда. Некоторые из них работают с клиентами во всех регионах страны. Сложность возникнет скорее с ценой. Геотермальное отопление для коттеджа площадью 150 квадратных метров с установкой немецкого оборудования обойдется примерно в 20—25 тысяч евро. Срок службы оборудования — более 30 лет. Но при действующих ценах на энергоносители примерно таким же будет и срок окупаемости.
— Интерес к использованию возобновляемой энергии в Беларуси очень высок, но мы призываем наших клиентов реально смотреть на вещи и не гнаться за европейской модой, — говорит Владимир Потещенко, заместитель директора одной из минских фирм, поставляющих на наш рынок энергосберегающее оборудование, в том числе тепловые насосы и солнечные коллекторы. — Экономически возобновляемые источники оправданны лишь в том случае, если рядом нет газопровода или электросетей. Таких заказов к нам поступает лишь пять процентов от общего количества.
В нашей стране в среднем 51 ясный день в году. А на один квадратный метр земли в год поступает примерно тысяча киловатт солнечной энергии, что эквивалентно 100 литрам дизельного топлива или 100 кубометрам природного газа. Тем не менее солнечные батареи на крышах наших домов можно встретить нечасто. Но при желании установить их можно. Цена системы из двух батарей, аккумуляторов и блока управления европейского производства доходит до 30 тысяч евро. На солнечные батареи поступают лишь единичные заказы. Зато активно начали использовать энергию светила государственные и частные предприятия в местах, где нет электросетей.
Среди частных потребителей больше распространены солнечные коллекторы для нагрева воды. Накопленная энергия аккумулируется в специальных бойлерах, поэтому пользоваться теплой водой можно даже ночью. Коллекторы приносят эффект летом и в межсезонье. Причем они улавливают солнечное тепло даже в пасмурную погоду, но с меньшей эффективностью.
Для небольшого частного дома достаточно двух солнечных установок. Они монтируются на крыше и могут обеспечить до 70 процентов потребности в горячей воде семьи из 3—4 человек. Стоят коллекторы 12—16 миллионов рублей. По мнению специалистов, это наиболее доступный и быстроокупаемый вариант использования возобновляемой энергии в нашей стране.
— Подогревать воду от солнца мы решили совершенно случайно после просмотра ролика на “Евроньюс”, — делится опытом Дмитрий Барбарчик, владелец коттеджа в частном секторе Бреста. — Давно хотели внести свой вклад в развитие “зеленого” направления, и два года назад на нашей крыше появились два солнечных коллектора немецкого производства. Продавец обещал, что их можно использовать для подогрева воды и зимой, но на практике это не подтвердилось. В холодную пасмурную погоду автоматически включается электрический бойлер, так что горячая вода в доме есть всегда. Зато практически все лето мы используем энергию солнца, чем я лично очень горжусь.
В таких странах, как Дания, Германия, Австрия, “ветряки” стали частью местного пейзажа. У нас в частном секторе их можно встретить лишь в самодельном исполнении. Но скоро ситуация может поменяться — на то есть две веские причины. Во-первых, завод в городе Барань (Оршанский район) выпустил опытный образец отечественной ветроустановки для обеспечения электроэнергией частных коттеджей. Он проходит испытания и уже в этом году должен поступить в продажу. А во-вторых, Европа обновляет свой ветропарк и бывшие в употреблении агрегаты начали поступать в том числе и на наш рынок. Цена их значительно ниже новых. Один киловатт установленной мощности стоит примерно 1000—1200 евро. Для обеспечения частного дома электроэнергией от ветра придется потратить не менее 10 тысяч евро.
— К нам часто обращаются люди, которые купили за рубежом ветроагрегат или солнечную батарею, а они практически не работают в наших условиях, — отметил исполнительный директор ассоциации “Возобновляемая энергетика” Владимир Нистюк. — Поэтому перед тем как устанавливать оборудование, необходимо изучить особенности местности и проконсультироваться с опытными специалистами, иначе траты будут бессмысленными. А вообще вначале нужно утеплить стены современными материалами и приобрести энергоэффективные бытовые приборы. Бессмысленно обеспечивать коттедж возобновляемыми источниками энергии, если в нем промерзают стены и используются “лампочки Ильича”.
В перспективе 25—30 процентов энергии Беларусь сможет получать из возобновляемых источников, уверен специалист, но без государственной поддержки достичь такого высокого показателя невозможно. К примеру, в европейских странах на покупку оборудования для использования возобновляемой энергии выделяются субсидии, беспроцентные кредиты, предусмотрены налоговые льготы. Таким образом государство инвестирует в свою энергетическую безопасность и обеспечивает устойчивое развитие. К сожалению, у нас пока ситуация обратная. К примеру, тепловые насосы облагаются пятнадцатипроцентной таможенной пошлиной, по полной снимается и НДС. А владельцы коттеджей скрывают, что они используют геотермальную энергию опасаясь, что Энергонадзор им в разы повысит тариф, посчитав, что дом отапливается электричеством.
Остается надеяться, что со временем ситуация изменится и помимо экологических появятся и весомые экономические стимулы использовать возобновляемые источники энергии. В начале своего появления и мобильные телефоны размером с кирпич стоили более тысячи долларов. Буквально за пару лет они подешевели в десять раз. Можно предположить, что такой же обвал цен произойдет и в “зеленой” энергетике и уже через лет пять обычный белорус сможет посмотреть на тепловой насос или солнечную батарею как потребитель.
В настоящее время удовлетворение потребностей в топливно-энергетических ресурсах нашей страны, обеспечение рациональной структуры топливно-энергетического баланса страны, поиск дополнительных источников энергии стали важнейшими задачами, стоящими перед энергетиками республики. Вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии является основной частью энергосбережения. Развитие и использование собственных возобновляемых источников энергии является ключевым элементом повышения энергетической безопасности и энергосбережения.
Гидроэнергетика. Важнейшую роль в обеспечении потребностей республики в энергоресурсах может сыграть малая гидроэнергетика. Основной гидроэнергетический потенциал Беларуси сосредоточен на трех реках: Западной Двине, Немане и Днепре. В ближайшие годы запланировано сооружение ряда малых ГЭС на притоках основных рек, а также на тепловых электростанциях с использованием энергетического потенциала охлаждающей воды.
В развитии малой гидроэнергетики преобладает сооружение новых, реконструкция и восстановление существующих ГЭС. Мощность построенных гидроагрегатов будет находиться в диапазоне от 50 до 5000 кВт, при этом предпочтение будет отдаваться быстромонтируемым гидроагрегатам капсульного типа. Как правило, все восстанавливаемые и вновь сооружаемые ГЭС должны работать параллельно с существующей энергосистемой.
Гидроэлектростанции включают в себя: водохранилище, подводящий водопровод, регулятор расхода воды, гидротурбину, электрораспределительную систему. Водохранилище, как источник потенциальной энергии, создают с помощью плотины,
которая обеспечивает стабильный расход воды через турбину. Для микро-ГЭС водохранилища не создаются, а располагаются они в стороне от основного русла реки и соединяются с ним подводящим и отводящим каналами. Опыт использования ГЭС в Беларуси насчитывает более 50 лет, еще в начале 60-х годов XX в. в республике действовало примерно 180 ГЭС мощностью 21 МВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 88 млн. кВт-ч. В 1988 г. еще работали свыше 170 ГЭС, в том числе 5 малых ГЭС суммарной мощностью 3,5 тыс. кВт и годовой выработкой 16,5 млн. кВт-ч электроэнергии. Для притоков первого и второго порядка бассейнов рек Западная Двина, Неман, Вилия, Днепр, Припять и Западный Буг проведена оценка эффективности строительства новых малых ГЭС.
В перспективе на этих реках может быть установлено около 50 малых ГЭС суммарной мощностью 50 тыс. кВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 160 млн. кВт-ч. На прудах и малых водохранилищах, напор на которых обычно составляет 2-5 м, применяются гидроагрегаты малой мощности. Такие микро-ГЭС мощностью 10-50 кВт могут устанавливаться на существующих гидротехнических сооружениях водоемов мелиоративных и водохозяйственных систем.
По ориентировочной оценке общая мощность микро-ГЭС на водохозяйственных системах республики может составить до 1 МВт. Однако, развитие большой энергетики и курс на индустриализацию Беларуси привел к консервации и прекращению эксплуатации многих действующих ГЭС. На конец 2005 г. в энергосистеме Беларуси эксплуатировалось 15 малых ГЭС общей мощностью 20 МВт со среднегодовой выработкой электроэнергии 53 млн. кВт-ч. что составляет 0,1% от общего потребления электроэнергии в стране. В Беларуси функционируют построенные в 50-е годы XX в. Чигиринская и Осиповичская ГЭС с общей мощностью 3,7 МВт и сеть ГЭС, восстановленных в 1992-94 гг., общей мощностью около 2 МВт, что обеспечивает среднегодовую выработку электроэнергии около 20 млн кВт ч, т. е. всего 1 % от возможного использования гидроэнергетического потенциала республики. Недавно введено еще несколько мини-ГЭС (Вилейская, Солигорская, в поселке Новоельня). Суммарная установленная мощность малых гидроэлектростанций на реках бассейнов Немана и Припяти оценивается в 93 тыс. кВт, а выработка электроэнергии может составить 390 млн кВт. ч., что обеспечит получение экономии 140 тыс. т условного топлива на тепловых электростанциях. Мировой уровень стоимости 1 кВт установленной мощности для микро-ГЭС составляет 2000-2500 долларов.
Строительство новых крупных ГЭС технически целесообразно и экономически оправдано на водохранилищах (объемом более 1 млн м³), где имеется возможность использования готового напорного фронта и существующих гидротехнических сооружений. Как показал анализ, общая установленная мощность таких ГЭС на 17 крупных водохранилищах республики неэнергетического назначения составит около 6 МВт, что обеспечит выработку электроэнергии порядка 21 млн кВтч в год.
Наиболее значительный объем электроэнергии может быть получен при строительстве каскада ГЭС на реках Западная Двина (Витебская, Полоцкая, Верхнедвинская) и Неман (Гродненская). Эти гидроэлектростанции при относительно небольшом затоплении пойменной территории позволят получить до 800 млн кВтч в год электроэнергии, при установленной мощности около 240 МВт.
Малая гидроэнергетика является экологически чистой альтернативой ископаемому топливу при производстве электроэнергии и может с успехом применяться для обеспечения нужд народного хозяйства республики.
Ветроэнергетика. Республика Беларусь располагает значительными ветроэнергетическими ресурсами и при среднегодовой скорости ветра, равной 4,3 м/с, удовлетворяет мировым требованиям коммерческой целесообразности внедрения ветротехники.
В нашей стране работы по оценке ветроэнергетического потенциала выполнены Госкомитетом по гидрометеорологии совместно с НПГП Ветромаш и РУН «Белэнергосетьпроект». Исследованиями по 244 контрольным точкам, включая 54 метеостанции, 190 контрольным пунктам на территории Республики Беларусь ветроэнергетический потенциал Беларуси оценен в 220 млрд. кВт ч. Определен ветроэнергетический ресурс по областям и каждому району. На территории Республики Беларусь выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 6,5 млрд. кВт ч.
По причине небольших среднегодовых скоростей ветра в настоящее время перспективным следует считать использование автономных ветроэнергетических и ветронасосных установок малой мощности, в основном в сельскохозяйственном секторе. Должны найти применение ВЭУ в диапазоне 100-150 кВт, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации в странах со сходными с Беларусью условиями. При выборе конкретных образцов ВЭУ необходимо дополнительно учитывать абсолютную высоту местности, высоту возвышения площадок и их открытость, удаленность предполагаемого места размещения ВЭУ от потребителя.
Республика Беларусь может покрыть до 50 % потребности в энергии, использовав только 10 % пригодной под ветроэнергетику территории. На этой территории выявлено, как уже упоминалось, 1840 площадок, на которых могут быть размещены ВЭУ, широко используемые в мировой ветроэнергетике. Выявленные площадки - это в основном гряды холмов высотой от 20 до 80 м, где фоновая скорость ветра может достичь 5-8 м/с и на каждой из них можно разместить от 3 до 20 ВЭУ.
Сроки окупаемости ветротехники сопоставимы с окупаемостью малых гидростанций, парогазовых и газомазутных электростанций и значительно ниже угольных, атомных и дизельных. По завершению срока окупаемости эксплуатационные затраты ВЭУ неизмеримо ниже электростанций, работающих на источниках жидкого, газообразного, твердого и ядерного топлива, так как не нуждаются в поставках ископаемых источников энергии.
Наиболее эффективно использовать ветротехнику на территории возвышенных районов большей части севера и северо-запада Беларуси, центральной зоны Минской области, в пределах Витебской возвышенности. Гарантированная выработка утилизируемой энергии ветра на 7% территории составит 20,5 млрд. кВт ч. Использование же зон с повышенной активностью ветра гарантирует выработку-энергии ВЭУ до 6,5-7,5 млрд. кВт ч. с окупаемостью затрат в течение 5-7 лет.
В Беларуси имеется определенный опыт использования зарубежной ветротехники. На протяжении многих лет успешно работают ветроэнергетические установки мощностью 270 кВт и 660 кВт в п. Дружный на берегу оз. Нарочь и в г. Городок Витебской области.
Использование энергии солнца. На географической широте Республики Беларусь солнечное излучение намного меньше, чем в пустыне Сахаре: в республике в год излучается до 1200 кВт-ч на 1 м 2 . Это соответствует количеству энергии, содержащемуся в 60 литрах нефти. В целом, ежегодное солнечное излучение на всей территории Беларуси составляет такое количество энергии, которое превышает в 20 раз потребность в газе для выработки энергии.
Преимуществам солнечной энергии противопоставляется как важный недостаток малая плотность энергии. При полном солнечном излучении солнечная мощность составляет 1000 Вт на квадратный метр, однако среднегодовая составляет только 100 Вт/м 2 . Исходя из этого, гелиоустановки требуют больших площадей.
Другие площади, которые могут быть использованы - это фасады и технические постройки (мосты, шумопоглощающие стены). По метеорологическим данным, в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 185 дней с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 240 кал на 1 см 2 за сутки, что эквивалентно 2.8 кВт-ч/м 2 . Согласно многолетним наблюдениям максимально возможное количество солнечных часов в году на широте Минска составляет 4464 ч, а фактическое -1815 ч.
Солнечные термические установки . Солнечные термические установки используют для получения горячей воды и обогрева помещений. Принцип их работы относительно прост. Попадающее на коллектор солнечное излучение нагревает находящуюся в коллекторе смесь из воды и антифриза. С помощью насоса подогретая жидкость поступает в накопитель. Через теплообменник солнечное тепло от жидкости в коллекторе передается воде. Охлажденная жидкость снова поступает в коллектор. Обычный отопительный котел обеспечивает необходимое количество тепла для подогрева.воды и обогрева помещения. Годовая потребность в горячей воде семей, проживающих в Северном полушарии, может быть на 60-70 % обеспечена за счет бесплатной солнечной энергии с помощью термических установок современного поколения.
Общий потенциал солнечной энергии в Республике Беларусь оценивается в 2,7·10 6 млн. ТУТ. в год; технически возможный составляет 0,6·10 6 млн. ТУТ. в год.
В республике разработаны и подготовлены к серийному производству гелиоводонагреватели со сварными полиэтиленовыми коллекторами. Это позволяет отказаться от применения дорогостоящих и тяжелых металлических труб для солнечных коллекторов, делает их производство более технологичным.
При благоприятных экономических и производственных условиях можно рассчитывать на самое широкое использование гелиоводонагревателей в южных районах республики. Целесообразно также развивать автономные источники питания мощностью от нескольких Вт до 3-5 Вт (бытовая аппаратура, освещение, энергообеспечение жилого дома, линий связи и т. д.) и модульные фотоэлектрические установки для сельскохозяйственных потребителей мощностью 0,5 и 1 кВт на элементах нового поколения.
Возможности использования биомассы . В сельском и лесном хозяйстве издавна используется солнечная энергия в большом объеме. На больших площадях выращиваются растения, которые накапливают энергию солнечного света и, в конечном счете, запасают ее в химической форме (биомассе). Когда растения поедаются животными, то биомасса преобразуется в побочный продукт в форме навозной жижи и твердого навоза. В общей сложности в этом аспекте следует различить три вида биомассы:
Влажная биомасса (в особенности навоз, а также скошенная зеленая масса) может через ферментацию (брожение) без доступа воздуха производить биогаз, который служит для выработки электрического тока или тепловой энергии;
Сухая биомасса (дерево и солома), пригодная для сжигания и тем самым для выработки электрического тока и тепловой энергии;
Специальные энергетические растения (рапс, китайский камыш, тополя и т. д.) могут поставлять дополнительную биомассу, которую можно использовать как горючее или для производства горючего.
Основным возобновляемым источником энергии во многих странах мира является биомасса, т. е. древесно-растительная масса. В общем объеме энергоносителей биомасса занимает около 60 % в ряде стран Африки, 40 % - в азиатских странах, 30 % - в странах Латинской Америки. В США, Дании, Швеции мощность отдельных установок по переработке биомассы достигает 400 кВт.
Использование древесины в энергетике . Беларусь обладает значительными лесными ресурсами. Общая площадь лесного фонда на 1 января 2006 г. составила около 10 млн. га, запас древесины 1,34 млрд. м³. Ежегодный текущий прирост оставляет 32,37 млн.м³. Годовой объем использования дров, отходов лесопиления и деревообработки в качестве котельно-печного топлива в 2006 г. составил около 1,8 млн. ТУТ., расход древесного топлива для производства электрической и тепловой энергии стационарными электрогенерирующими установками составляет около 700 тыс. ТУТ. в год.
Использование древесины в энергетике сделало в последние годы заметный шаг вперед, как по качеству (значительно снизились выбросы вредных материалов благодаря улучшенной технологии сжигания), так и по количеству (быстрое строительство новых теплоэлектростанций на древесине).
Для производства биомассы в целях энергетического использования могут представлять интерес различные культуры, в особенности так называемые лигноцеллюлозные культуры, которые имеют в составе высокую долю энергетическо-химических соединений лигнина и целлюлозы. Сюда относятся как деревья (например, тополь, ива), так и травы (например, кормовые растения, зерновые и субтропические травы, такие как китайский тростник). Основа биомассы - органические соединения углерода, которые в процессе соединения с кислородом при сгорании выделяют тепло.
Возможности республики по использованию древесины в качестве топлива на настоящем этапе оцениваются на уровне 3,5-3,7 млн. ТУТ. в год, а потенциал в целом составляет около 6,5 млн. ТУТ. К этой категории топлива можно отнести и древесные отходы гидролизных заводов - лигнин, запасы которого составляют около 1 млн. ТУТ.
Для получения жидкого и газообразного топлива можно применять фитомассу быстрорастущих растений и деревьев. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций возможен сбор массы растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 4 ТУТ. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2-3 раза.
Наиболее целесообразно применение для получения сырья неиспользуемых земель и площадей выработанных торфяных месторождений, где отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га и может быть экологически чистым источником энергетического сырья.
Для Республики Беларусь перспективным является также использование в качеств энергоносителя рапсового масла. Перспективным представляется выращивание рапса на загрязненных после Чернобыльской катастрофы территориях, так как семена рапса не концентрируют радиацию.
Использование отходов растениеводства в качестве топлива в республике является принципиально новым направлением энергосбережения. Общий потенциал растениеводства оценивается до 1,46 млн. т у.т. в год. По экспертным оценкам, к 2012 г. за счет рапсового масла может быть получено 70-80 тыс. т у. т.
Энергия из отходов . В мировой практике получение энергии из коммунальных отходов осуществляется несколькими способами: сжиганием, активной и пассивной газификацией. Наиболее перспективна газификация, т.к. в случае прямого сжигания возникают экологические проблемы (см. детально в гл. 9).
В Республике Беларусь ежегодно накапливается около 2,4 млн. т твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и два мусороперерабатывающих завода (Минский и Могилевский).
Потенциальная энергия, заключенная в твердых бытовых отходах, образующихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс. ТУТ. При их биопереработке с целью получения газа эффективность составит 20-25 %, что эквивалентно 100-120 тыс. ТУТ. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы ТБО, которые имеются на полигонах складирования.
Только по областным городам переработка ежегодных коммунальных отходов в газ позволила бы получить биогаза около 50 тыс. ТУТ., а по г. Минску - до 30 тыс. ТУТ. Эффективность этого направления следует оценивать не только по выходу биогаза, но и по экологической составляющей, которая в данной проблеме будет основной.
Использование биогаза . В республике построено большое количество крупных животноводческих комплексов, на базе которых ежегодно образуются миллионы тонн отходов. Эти отходы практически без их предварительной обработки сбрасываются на поля как удобрения.
Однако, помимо пользы, они одновременно наносят значительный экологический ущерб. Размываясь снеговыми и ливневыми водами, навоз с полей, а также не обезвреженные воды предприятий животноводства, в особенности свиноводческих ферм, попадают в водоемы. Такие сточные воды содержат большое количество биогенных элементов, среди которых находятся фосфор и азот, способствующие массовому развитию водорослей.
Биогазовые установки используются преимущественно на сельскохозяйственных предприятиях. Навоз и фекалии домашних животных доставляются сначала в выгребную яму, в которой твердые куски (составные части) измельчаются, для того, чтобы появилась гомотенная смесь (субстрат). Эта масса на втором этапе накачивается в герметически изолированный и подогреваемый бродильный резервуар (ферментер), в котором анаэробные бактерии разлагают без доступа воздуха органические субстанции и производят биогаз.
Биоустановки используются не только из-за энергетической выгоды, они дают в итоге специальные преимущества для сельского хозяйства. Так, благодаря брожению, качество органических удобрений улучшается, и они лучше усваиваются растениями. Возрастающее значение приобретает также использование биологических отходов и домашних сточных вод, особенно жирных и содержащих масло (например, жир из фритюрницы). Внесение их в биоустановку решает не только проблему захоронения, но и ^значительно повышает тем самым производство биогаза. Биогаз, замещая традиционные виды топлива, сокращает объем их использования на существующих электростанциях и котельных и тем самым улучшает экологическую обстановку.
Принципиально новым направлением может быть использование биогазовых установок на канализационных станциях крупных населенных пунктов, что дает возможность на 60-70 % сократить собственные нужды этих станций в энергоносителях.
Оценки свидетельствуют, что годовая потребность в биогазе для обогрева жилого дома составляет около 45 м³ на 1 м 2 жилой площади.
Возможности использования в энергетических целях торфа. В последние годы в Беларуси ежегодно используется 7-11 млн. т торфа для нужд сельского хозяйства и 3,5-5 млн. т - для производства торфобрикетов, предназначенных отопления 44 тыс. коммунально-бытовых предприятий и 1,7 млн. индивидуальных домовладений. Потребности населения и коммунально-бытовых предприятий в твердом топливе удовлетворяются за счет торфа только на 30%, поэтому в Энергетической программе Республики Беларусь до 2010г. не предусмотрен возврат к его использованию в большой энергетике.
Однако неперспективность использования торфа в качестве топлива обусловлена, прежде всего, экологическими соображениями. В настоящее время более 50 % площади торфяных месторождений вовлечены в хозяйственную деятельность, что вызывает интенсивные процессы минерализации почвы, ветровой и водяной эрозии. Поэтому правительство Республики Беларусь приняло в 1991 г. решение об увеличении почти вдвое охраняемого торфяного фонда, который охватил почти 30 % торфяных месторождений.
Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что торфяные брикеты - дешевый вид топлива, можно говорить о возможности поддержания их производства. В связи с истощением запасов на действующих брикетных заводах в ближайшей перспективе ожидается снижение объема выпуска топливных брикетов. По этой причине возможно увеличение производства бытового топлива за счет добычи более дешевого кускового торфа (в 2 раза), а также за счет строительства мобильных заводов мощностью 5-10 тыс. т. Объемы добычи кускового торфа могут быть доведены до 300-400 тыс. т в ближайшие 3 года, в дальнейшем - до 800-900 тыс. т, что позволит значительно снизить напряженность в энергообеспечении населения.
Возможности использования геотермальной энергии. В глубине недр планеты Земля накоплены такие количества энергии, которые трудно представить. Температура при возрастании глубины постоянно растет, в Беларуси это приблизительно около 3 градусов на 100 м глубины.
В Республике Беларусь обнаружены две территории в Гомельской и Брестской областях с запасами геотермальных вод плотностью более 2 т у.т./км² и температурой 50 °С на глубине 1,4-1,8 км и 90-100 °С на глубине 3,8-4,2 км.
Однако, высокая минерализация, низкая производительность имеющихся скважин, их малое количество и, в целом, слабая изученность ситуации, не позволяют рассчитывать на освоение этого вида возобновляемой энергии в ближайшие 15-20 лет.
Применение тепловых насосов . Превращение низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды (воды, грунта, воздуха), а также тепловых отходов промышленных предприятий и коммунальных служб в тепловую энергию требуемого потенциала нашли широкое применение в теплонаносных установках (ТНУ).
Тепловые насосы достаточно давно и широко применяются для целей отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения в мире. Тепловой насос представляет собой устройство, позволяющее аккумулировать тепло низкопотенциальных источников тепла, использующее эффект фазового перехода жидкости в пар при низких температурах (фреоны, кипящие в диапазоне температур: -9-30°С).
Большая часть уже установленных устройств использует в качестве такой низкопотенциальной энергии воздух. Однако, растет интерес к системам, в которых тепло отбирается от грунта, грунтовых или поверхностных вод. На сегодняшний день грунтовой (геотермальный) тепловой насос (ГТН) является одной из наиболее эффективных энергосберегающих систем отопления и кондиционирования.
По существу тепловыми насосами является большинство широко распространенных холодильных машин, в том числе бытовых холодильников, так как они по тому же принципу отнимают теплоту от охлаждаемого объекта и при более высокой температуре отдают ее окружающей среде. Тепловые насосы в сравнении с холодильными машинами работают в диапазоне более высоких рабочих температур. Это, однако, не мешает использовать в тепловых насосах и холодильных машинах одни и те же элементы (компрессоры, теплообменные аппараты и т. д.), а также одни и те же или родственные рабочие вещества (с температурой кипения от - 40 °С до +10 °С при атмосферном давлении).
Областями применения тепловых насосов является жилищно-коммунальный комплекс, промышленные предприятия, сельское хозяйство и др. В мировой практике в жилищно-коммунальном комплексе ТНУ находят наибольшее применение преимущественно для отопления и горячего водоснабжения (ГВС).
Для автономного теплоснабжения коттеджей, отдельных домов (в том числе школ, больниц и т.п.), городских районов, населенных пунктов применяются преимущественно ПТН с тепловой мощностью 10-30 кВт в единице оборудования (коттеджи, отдельные дома) и до 5,0 МВт (для районов и населенных пунктов).
Источниками низкотемпературного потенциала чаще всего являются грунтовые воды, грунт, водопроводная вода, теплота канализационных стоков. На промышленных предприятиях ТНУ находят применение для утилизации теплоты водооборотных систем, теплоты вентиляционных выбросов, теплоты сбросных вод. На предприятиях, имеющих котельные, теплота от ТН используется для подогрева подпиточной воды для котлов и собственных тепловых сетей.
Многие промышленные предприятия одновременно нуждаются в искусственном холоде. Так, на заводах искусственного волокна, в основных производственных цехах используется технологическое кондиционирование воздуха (поддержание температуры и влажности).
Комбинированные теплонаносные системы «тепловой насос - холодильная машина», одновременно вырабатывающие теплоту и холод, наиболее экономичны. Особенные требования курортно-оздоровительных и спортивных комплексов к чистоте воздушного бассейна предполагают использование экологически чистых источников энергии, поскольку в таких местах в основном применяются децентрализованные системы теплоснабжения с применением мелких котельных на органическом топливе (обычно на мазуте).
