Введение

Приближающаяся угроза мирового топливного “голода”, а также глобальное загрязнение окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на энергию солнечных лучей, ветра, текущей воды, тепла земных недр, то есть на энергию, большая часть которой растворяется в пространстве, не принося ни вреда, ни пользы.

В настоящее время во всем мире наблюдается повышенный интерес к использованию в различных отраслях экономики нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ).

Движущей силой этого процесса является структурная перестройка мирового топливно-энергетического комплекса, связанной с экологической ситуацией, складывающейся в настоящее время как переходом на энергосберегающие и ресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и в жилищно-гражданском комплексе.

Значительное внимание этой проблеме уделяется организациями, входящими в ООН, такими как ЮНЕСКО, ЕЭК, ЮНЕП, ЮНИДС, а также другими межправительственными и неправительственными международными организациями. Выделяются значительные средства на работы в области НВИЭ из целевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития, Евроатома и других организаций.

В настоящее время на производство тепла и электричества расходуется ежегодно количество тепла, эквивалентное примерно 1000 трлн. баррелей нефти, сжигание которых сильно загрязняет атмосферу Земли.

К 2005 г. первое место по объему бюджетных ассигнований на НИОКР в области НВИЭ сохранялось за США, второе – у Японии, у германии – третье, далее следуют Италия, Испания, Великобритания и Нидерланды. Отмечается также некоторая смена приоритетов в отношении к различным видам НВИЭ. Первое место принадлежит солнечной энергетике, второе – биоэнергетике, которая несколько оттеснила ветроэнергетику. Последнее объясняется тем, что многие ветроэнергетические проекты не доведены до промышленной и коммерческой стадии. Третье место осталось за геотермальной энергетикой.

К 2030 г. НВИЭ могут дать энергию, эквивалентную 50-70% современного уровня потребления энергии. НВИЭ, преимущественно биомасса и гидроресурсы, удовлетворяют сейчас примерно 20% мировой потребности в энергии, а энергия биомассы – 35% энергетических потребностей развивающихся стран.

Согласно прогнозу МИРЭС, на долю НВИЭ в 2020 г. будет приходиться 1150 – 1450 млн. т условного топлива (5,6 – 5,8% общего энергопотребления). При этом прогнозируемая доля отдельных видов НВИЭ составит: биомасса – 35%, солнечная энергия – 13%, гидроэнергия – 16%, ветроэнергия – 18%, геотермальная энергия – 12%, энергия океана – 6%.

1 Нетрадиционные источники энергии и их потенциал

При современном темпе развития экономики и научно-технического прогресса энергопотребление может быть обеспечено лишь за счет использования органических топлив (уголь, нефть, газ), гидроэнергии и атомной энергии. По результатам многочисленных исследований органическое топливо к 2020÷2040 г. может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Уже к 2050 г. человечество будет испытывать острый дефицит энергии. Этот дефицит энергии может быть удовлетворен за счет новых источников энергии – возобновляемых.

В последнее время нетрадиционная энергетика в Украине получила признание со стороны государственных органов власти, в результате чего подготовлено и принято ряд государственных программ и поправок к законам об энергетике, что создает благоприятные условия как для внедрения и эксплуатации уже разработанного оборудования нетрадиционной энергетики, так и развития новой энерготехнологии и оборудования. Характерной приметой энергетики Украины является движение в направления развития экологически чистой энергетики на основе нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком.

Невозобновляемые источники энергии – это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. К ним относятся ядерное топливо, угли, нефть и газ. Энергия невозобновляемых источников в отличие от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека.

В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г.) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков. Классификация ВИЭ представлена в табл. 1.1.

Таблица 1.1 – Нетрадиционные и возобновляемые

источники энергии

Источники первичной энергии	Естественное преобразование энергии	Техническое преобразование энергии	Вторичная потребляемая энергия
Земля	Геотермальное тепло Земли	Геотермальная электростанция	Электричество
Солнце	Испарение атмосферных осадков	Гидроэлектростанции (напорные и свободнопоточные)
	Движение атмосферного воздуха	Ветроэнергетические установки
	Морские течения	Морские электростанции
	Движение волн	Волновые электростанции
	Таяние льдов	Ледниковые электростанции
	Фотосинтез	Электростанции на биомассе
		Фотоэлектричество
Планеты	Приливы и отливы	Приливные электростанции

Мировые потенциальные возможности нетрадиционных и возобновляемых источников энергии составляют, млрд. т у.т в год:

• энергии Солнца – 2300;

• энергии ветра – 26,7;

• энергии биомассы – 10;

• тепла Земли – 40000;

• энергии малых рек – 360;

• энергии морей и океанов – 30;

• энергии вторичных низкопотенциальных источников – 530.

Производство энергии из возобновляемых источников динамично развивается в большинстве Европейских стран. В 1995 г. в странах ЕС на долю возобновляемых источников энергии приходилось 74.3 млн. т нефтяного эквивалента (т.н.э.), что составляло около 6% общего потребления первичных энергоносителей (табл. 1.2).

Таблица 1.2 - Выработка тепловой и электрической энергии из возобновляемых источников энергии в странах ЕС

Тип возобновляемых источников энергии	Производство энергии				Общие капитальные затраты в 1997-2010 гг, млрд. $	Снижение выбросов СО2 до 2010 г., млн т/год
	1995 г.		2010 г.
	млн. т.н.э.	%	млн. т.н.э.	%
Ветроэнергетика	0.35	0.5	6.9	3.8	34.56	72
Гидроэнергетика	26.4	35.5	30.55	16.8	17.16	48
Фотоэлектрическая энергетика	0.002	0.003	0.26	0.1	10.8	3
Биомасса	44.8	60.2	135	74.2	100.8	255
Геотермальная энергетика	2.5	3.4	5.2	2.9	6	5
Солнечные тепловые коллекторы	0.26	0.4	4	2.2	28.8	19
ВСЕГО	74.3	100	182	100	198.12	402