
- •Московский государственный институт международных отношений (университет) мид россии
- •«Роль энергосбережения и альтернативных источников энергии в решении глобальных проблем современной энергетики» дипломная работа
- •Москва 2012
- •Глава I. Роль энергетики в мировом хозяйстве
- •1.1. Источники энергии и их виды
- •1.2. Основные задачи энергетики
- •1.3. Взаимосвязь энергетики и уровня развития страны
- •1.6. Потребность современного мира в энергии, современное состояние и перспективы развития
- •Глава II. Проблемы традиционной энергетики
- •2.1. Геополитические противоречия и проблемы обеспечения энергетической безопасности
- •2.2. Доступ к энергосистемам
- •2.3. Исчерпаемость ископаемого углеводородного топлива
- •2.4. Проблемы большой гидроэнергетики
- •2.4.1. Экологический ущерб от больших гэс
- •2.4.2. Проблемы безопасности гэс
- •2.5. Проблемы развития атомной энергетики
- •2.6. Глобальные экологические проблемы традиционной энергетики
- •2.6.1. Негативные факторы воздействия энергетики на экологию
- •2.6.2. Влияние энергетики на изменения климата планеты
- •2.6.3. Негативные стороны глобального потепления, повышения уровня co2 в атмосфере и загрязнения окружающей среды
- •Глава III. Поиск путей решения проблем, связанных с энергетикой
- •3.1. Важность проблем энергетики для мирового сообщества
- •3.1.1. Принцип устойчивого развития
- •3.1.2. Задачи энергетики, стоящие перед мировым сообществом
- •3.1.3 Обсуждение проблем энергетики на уровне международных организаций
- •3.2 Решение проблем энергетики путем энергосбережения и повышения энергоэффективности
- •3.2.1. Энергоэффективность электростанций
- •3.2.1.1. Комбинированное производство электроэнергии и тепла
- •3.2.1.2. Новые виды энергоустановок с высоким кпд.
- •3.2.2. Теплосбережение
- •3.2.2.1. Теплосбережение при строительстве и эксплуатации зданий
- •3.2.2.2. Теплосбережение и вторичные энергоресурсы на промышленных объектах.
- •3.2.3. Энергосбережение при передаче электроэнергии
- •3.2.4. Снижение пиковых нагрузок на энергосистему
- •3.2.5. Энергосберегающие электродвигатели
- •3.2.6. Энергосбережение при освещении
- •3.2.7. Энергоэффективность транспортных средств
- •3.3. Решение проблемы энергетики путем использования альтернативных источников энергии
- •3.3.1. Новые ископаемые виды топлива
- •3.3.1.1. Горючие сланцы, сланцевый газ и битумные породы
- •3.3.1.2. Метаногидраты
- •3.3.1.3. Получение синтетических топлив из угля
- •3.3.2. Возобновляемые источники энергии
- •График 4. Соотношение стоимостей энергии из возобновляемых ресурсов2
- •3.3.2.1. Малые гидроэлектростанции
- •3.3.2.2. Солнечная энергия
- •3.3.2.3. Ветровая энергия
- •3.3.2.4. Энергия моря
- •3.3.2.5. Геотермальные источники энергии
- •3.3.2.6. Биотопливо
- •3.3.2.7 Тепловые насосы
- •3.3.3. Получение энергии при сжигании бытовых отходов
- •3.3.4. Комбинированные источники энергии
- •3.3.5. Перспективный источник энергии – термоядерный синтез
- •3.4. Решение проблем энергетики путем аккумулирования энергии
- •3.4.1. Гидроаккумулирующие электростанции
- •3.4.2. Тепловой аккумулятор
- •3.4.3. Аккумулирование энергии путем производства водорода
- •3.4.4. Аккумулирование энергии путем производства метана
- •3.4.5. Электрические аккумуляторы
- •3.4.6. Аккумуляция энергии в холодильниках
- •3.4.7. Подземное энергохранилище сжатого воздуха
- •3.4.8. Оперативное сохранение энергии в маховиках
- •3.5. Решение проблемы энергоснабжения путем децентрализации
- •3.6. Стимулирование энергосбережения и развития возобновляемых источников энергии
- •Глава IV. Энергоэффективность и альтернативные источники энергии в России
- •4.1. Особенности и проблемы российской энергосистемы
- •4.2. Задачи, стоящие перед российской энергетикой
- •4.3. Основные направления решения задач энергетики в России
- •4.4. Энергосбережение в России
- •4.4.1. Потенциал энергосбережения
- •4.4.2. Причины недостаточного внимания к вопросам энергосбережения в России
- •4.4.3. Необходимость передачи электроэнергии на большие расстояния
- •4.4.4. Теплосбережение в России
- •4.4.5. Излишняя централизация теплоснабжения
- •4.4.6. Энергосбережение на тепловых электростанциях
- •4.5. Перспективы применения альтернативных источников энергии в России
- •4.5.1. Перспективы развития энергетики на основе биотоплива
- •4.5.2. Перспективы развития ветровой энергетики
- •4.5.3. Перспективы развития малой гидроэнергетики
- •4.5.4. Перспективы развития солнечной энергетики
- •4.5.5. Перспективы развития геотермальной энергетики
- •4.5.6. Перспективы развития приливной энергетики
- •4.5.7. Перспективы внедрения теплонасосных станций для целей теплоснабжения
4.5.1. Перспективы развития энергетики на основе биотоплива
В российских условиях представляется весьма перспективным развитие производства топливных брикетов из древесных отходов, в первую очередь, непосредственно вблизи деревоперерабатывающих комбинатов с целью перевода действующих котельных на местное экологически чистое топливо. Организация такого производства содействовала бы также решению проблемы утилизации отходов этих предприятий (опилки, стружка и т. п.). Россия имеет шанс занять лидирующее положение в мире с суммарным производством топливных брикетов около 2 млн. т/год. Такие проекты сегодня реализуются в Краснодарском крае, Архангельской, Нижегородской и ряде других областей.
Другой перспективной технологией энергетического использования древесных отходов, является их газификация с получением топливного газа (синтез-газа), который может быть использован в качестве газообразного топлива в котельных и в энергоустановках. Преимущества данной технологии заключаются в том, что использование газообразного топлива не требует существенной реконструкции имеющихся котельных.2
Предпосылками роста рынка биогазовой энергетики в РФ являются:
ускоренное развитие российского сельского хозяйства, пищевой промышленности и увеличение отходов АПК, энергетический потенциал которых совместно с энергетическим потенциалом твердых бытовых отходов составляет свыше 80 млрд м3 биогаза, что достаточно для ввода свыше 20ГВт электрической и тепловой мощности в год;
рост тарифов на газ, тепло- и электроэнергию, уровень которых в ближайшие годы станет сравним с европейским;
низкий уровень развития энергетической инфраструктуры в сельских районах, высокая степень износа элементов централизованных систем электро- и газоснабжения;
появление механизма энергосервисных контрактов в российском правовом поле;
высокие цены на биоудобрения на внутреннем рынке;
ужесточение экологического законодательства;
существующий потенциал отходов сконцентрирован преимущественно в энергодефицитных регионах.
Потенциал производства биогаза в РФ представлен на рисунке 1.1
Рисунок 1. Потенциал производства биогаза по федеральным округам РФ, млрд. м3 в год1
4.5.2. Перспективы развития ветровой энергетики
Экономический потенциал ветровой энергии России (см. рисунок 2) составляет примерно 260 млрд кВт*ч/год, т. е. около 30% производства электроэнергии всеми электростанциями России.1
Рисунок 2. Ветроэнергетический потенциал России2
Интенсивность ветровых потоков в зимнее время на большинстве территорий выше, чем летом, и тем самым ветровые установки удачно могли бы удачно дополнить другие источники энергии в наиболее ответственный отопительный период года с точки зрения обеспечения сезонной стабильности выработки электроэнергии.
Большой практический интерес для многих регионов России представляют многофункциональные энерготехнологические комплексы (МЭК), предполагающие сочетание дизель-генераторов с ветроустановками и обеспечивающие наряду с выработкой электроэнергии и тепла производство моторных топлив. Такие энергокомплексы разрабатываются НПЦ «Малая энергетика» (г. Москва) в сотрудничестве с рядом других российских организаций.
Технико-экономические исследования показателей комбинированных ветровых энергоустановок с различными аккумуляторами энергии показали, что во многих районах страны стоимость генерируемой ими электроэнергии может быть ниже 15 руб./кВт*ч и они оказываются вполне конкурентоспособными с дизель-генераторами на привозном жидком топливе.1
В скором времени ветроэнергетика может получить широкое применение на Камчатке, в Калмыкии, регионах Северного Кавказа, других энергодефицитных районах страны. Энергия ветра позволит эффективно обеспечивать удаленные и малонаселенные территории.
Уже в 2012 г. в Ненецком автономном округе (НАО), почти полностью расположенном за Полярным кругом, появится первый ветропарк. Проект ветропарка в НАО рассматривается как пилотный, в будущем он может быть тиражирован по всему побережью Северного Ледовитого океана вплоть до Чукотки. Характеристики всего побережья позволяют рассчитывать на рентабельность ВЭУ. Это позволит частично решить проблему доставки топлива в отдаленные поселки в рамках северного завоза, а также даст возможность снизить себестоимость производимой там электроэнергии.
Проект ветропарка предполагается реализовывать по схеме государственно-частного партнерства. При использовании всего 30% энергии ветра экономия топлива достигнет 50%. При этом полученная энергия будет на 30% дешевле. Так как в настоящее время государство субсидирует затраты на энергию в этом регионе, то оно таким образом сможет сэкономить на субсидиях в будущем.2
Некоторые сибирские регионы также имеют вполне достаточный ветроэнергетический потенциал. В их числе Республика Алтай, где его годовой объем оценивается в 2,3 млрд кВт*ч. Правительство Республики Алтай и РусГидро подписали соглашение об исследовании ветроэнергетического потенциала на участке долины реки Чуя.3 Таким образом, использование малых автономных ветроустановок в сочетании с турбо- и дизель-генераторами может решить острую проблему электрификации удаленных территорий страны.