10 марта 2016г.
В настоящее время стал актуален вопрос о развитии альтернативной распределенной энергетики и энергосбережения в Российской Федерации (РФ). В данной статье вопросы энергосбережения затрагиваться не будут, заострим внимание на альтернативной энергетике, как совокупности перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования.
Большое разнообразие проектов требует выбрать наиболее перспективные направления развития. Финансовые аспекты данных инвестиций непросто оценить ввиду неравномерной окупаемости проектов, и для разных регионов РФ она разнообразна. Ввиду того, что общество выбирает экологически-ориентированный путь развития необходимо провести сравнительный анализ нетрадиционных (альтернативных) источников с точки зрения влияния на окружающую среду. Рассмотрим наиболее распространенные их них.
Ветроэнергетика
Ветроагрегаты близко друг к другу ставить нельзя, так как они могут создавать взаимные помехи в работе, "отнимая ветер" один от другого. Минимальное расстояние между ними должно быть не менее их утроенной высоты [2]. При этом необходимо иметь в виду, что уже ничего другого на этой площади делать будет нельзя. Работающие ветрогенераторы создают значительный шум, и что особенно плохо — генерируют неслышимые ухом, но вредно действующие на людей инфразвуковые колебания с частотами ниже 16 Гц [6]. Кроме этого, они распугивают птиц и зверей, нарушая их естественный образ жизни, а при большом их скоплении на одной площадке — могут существенно исказить естественное движение воздушных потоков с непредсказуемыми последствиями. Ветрогенераторы могут быть полезными в районах Крайнего Севера (например — на льдинах у зимовщиков) или в некоторых других районах, куда затруднена подача энергии в других формах, и где потребности в энергии относительно невелики. Но делать на них ставку при развитии большой энергетики совершенно нерационально, ни сейчас, ни в ближайшем будущем.
Биотопливо
Поскольку посевные площади на планете отнюдь не безграничны, технические культуры, возделываемые как сырье для производства биотоплива, начали вытеснять с полей пищевые и кормовые культуры. Это привело к резкому росту мировых цен на продовольствие, что особенно больно ударило по бедным странам [1]. К тому же стремление расширить посевные площади под плантации технических культур привело и к усиленному сведению влажных тропических лесов.
Тропосферный озон образуется вблизи поверхности Земли в результате химических реакций с участием оксидов азота и легколетучих органических соединений под воздействием солнечного света. А одно из самых химически активных легколетучих органических соединений такого рода — изопрен. Его синтезируют и выделяют в атмосферу растения, но не все. Традиционные зерновые культуры или злаковые травы изопрена не производят, а вот породы деревьев, используемые для получения биотоплива — тополь, ива или, скажем, эвкалипт, — синтезируют этот углеводород в больших количествах.
Гелиоэнергетика
Большинство солнечных технологий - не несут негативных аспектов для окружающей среды. Они не загрязняют атмосферу, не создают парниковых газов, они не производят радиоактивные отходы как реакторы ядерной энергии, и они не способствуют глобальному потеплению или кислотному дождю. Большинство систем солнечной энергии бесшумны, во время работы. Если солнечные технологии, которые генерируют электричество в ощутимом масштабе, будут максимально использоваться, большинство стран смогут уменьшить свою зависимость от электричества, произведенного ископаемым топливом. Это изменение в области энергетики могло уменьшить уровень загрязнения окружающей среды в мире.
Однако, технологии солнечной энергии не совершенны. В дополнение к крупномасштабным проектам, негативно влияющим на среду, эти солнечные технологии могут негативно влиять на жизнь животных вокруг этих устройств. Большие солнечные коллекторы в виде "тарелки", параболические солнечные коллекторы, и солнечные башни используют территорию, на которой обитают животные и эти устройства влияют на их среды обитания. Источником загрязнения окружающей среды является само сооружение этих проектов, а не солнечная технология, которая является "чистой". Кроме того, в то время как использование солнечной технологии не загрязняет среду, то изготовление определенных типов солнечных устройств вполне может. Например, фотоэлементы, используемые в солнечных батареях, которые содержат опасные вещества вроде токсичного кадмия [4].
Геотермальная энергетика
Геотермальная энергия - это тепло Земли, которое образуется преимущественно в результате распада радиоактивных веществ в земной коре и мантии. Температура земной коры вглубь повышается на 2,5 - С ° С через каждые 100 0 м (так называемый геотермальный градиент) Так, на глубине 20 км она достигает около 500 ° С, на глубине 50 км - 700-800 ° С В некоторых местах, особенно по краям тектонических плит материков, а также в так называемых "горячих точках", температурный градиент выше почти в 10 раз: на глубине 500-1000 м температура пород достигает 3000°С, однако для нормального использования геотермальных энергоресурсов достаточно значительно меньших температур.
Главная из проблем, которые возникают при использовании подземных термальных вод, заключается в необходимости возобновляемого цикла поступления (закачки) воды (обычно отработанной) в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например, бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности.
Возможность использования геоэнергетики жестко обусловлена геологическими особенностями местности. Зачастую эти места являются труднодоступными, а там где они расположены актуальность геоэнергетики весьма низка.
Энергия «попутных газов»
Газы нефтяные попутные, углеводородные газы, сопутствующие нефти и выделяющиеся при ее добыче на газонефтяных месторождениях. Необходимо отметить, что на долю нефтяных попутных газов приходится около 30% общей валовой добычи газа в мире, более 25% от этого количества сжигается в факелах из-за отсутствия достаточных мощностей по сбору, подготовке, переработке и транспортировке газа [3].
Состав нефтяных попутных газов отличается от состава природных газов меньшим содержанием метана, повышенным содержанием этана, пропана, бутанов, пентанов и более тяжелых предельных углеводородов. Наряду с углеводородами нефтяные попутные газы могут содержать N2, CO2, H2S (в отдельных случаях до 20% и более), COS, CS2, меркаптаны. тиофены, Не, Аr, а также пары Н2О [5].
Газы нефтяные попутные используют как топливо (теплота сгорания 16-63 МДж/м3) и химическое сырье.
В последнем случае обязательно разделение упомянутых фракций на компоненты. Метан, выделенный из отбензиненного газа, применяют большей частью как топливо и в меньшей степени при производстве NH3, CH3OH, ацетилена и др.; высокотемпературным пиролизом этана получают этилен. Нестабильный бензин разделяют на пропан, бутаны и стабильный бензин (углеводороды С5 + ).
Достоинствами попутного нефтяного газа являются:
- дешевизна топлива;
- высокая теплотворная способность (теплота сгорания 1м3 газа 54400 кДж);
- простота транспортировки;
- экологичность;
Поручением президента РФ № 1461 от 06.08.2007 определено подготовить комплекс мер по решению проблемы более эффективного использования попутного нефтяного газа: «довести уровень утилизации попутного нефтяного газа до среднемирового уровня 95 % к 2011 году». Мероприятия для этого приведены в Постановлении правительства РФ от 08.01.2009 № 7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках».
Рассмотрев вышеперечисленные виды альтернативной энергетики можно прийти к выводу что наиболее простые решения являются наиболее экологичными. Не зачем увеличивать энтропию нашей планеты впустую сжигая газ на нефтяных установках, когда его энергию можно использовать для получения тепло- и электроэнергии. Также следует отметить, что использования топлива из биомассы (не мусора, а специально выращенных растений) может оказать критический урон на водный баланс планеты.
Список литературы
1. Безруких П.П. Экономические проблемы нетрадиционной энергетики / Энергия: Экон., техн., экол. 1995.№8.
2. Богуславский Э.И., Виссарионов В.И., Елистратов В.В., Кузнецов М.В. Условия эффективности и комплексного использования геотермальной солнечной и ветровой энергии // Международный симпозиум ―Топливно-энергетические ресурсы России и др. стран СНГ". Санкт-Петербург, 1995.
3. Гринкевич, Р. Тенденции мировой электроэнергетики. Мировая экономика и международные отношения, №4, 2003, 15-24.
4. Емельянов А.А. Нетрадиционная энергетика. Экология и жизнь, №6,
5. Лаврус, В.С. Источники энергии. - М., Наука и техника, 1997.
6. Солоницын А.В. Второе пришествие ветроэнергетики – М.: ―Наука и жизнь‖, 2004, № 3.
