IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Чем дальше движется в своем развитии человечество, тем более актуальным становится использование альтернативных (возобновляемых) источников энергии. Развитие альтернативной энергетики и поиск новых источников энергии – главная мировая тенденция нового тысячелетия. Причины этому – истощенные природные ресурсы и возможная перспектива энергетического кризиса, негативное воздействие традиционной энергетики на окружающую среду и угроза экологической катастрофы. Используя энергию земли, воды, ветра и солнца, мы перестанем загрязнять окружающую среду и сэкономим топливно- энергетические ресурсы. Можно не сомневаться, что в будущем наши потомки полностью перейдут на альтернативные источники энергии и энергетика станет экологически чистой, т.е абсолютно безопасной для природы и человека.

Ветер, солнечный свет, энергия биомассы, приливов и отливов, геотермальная теплота – все это и есть возобновляемые источники энергии. Главные их достоинства перед ископаемыми видами топлива – относительная экологическая чистота и возобновляемость. В середине 1990-х годов прошлого столетия широкое использование ВИЭ замедлялось большими ценами на сами установки и более высокой стоимостью, по сравнению с традиционными энергоустановками, вырабатываемой ими энергии. На сегодняшний день во многих государствах благодаря ужесточению экологических требований и государственному содействию альтернативной энергетике совершилось уравнивание этих стоимостей. Причем тенденция уменьшения цен на возобновляемую энергию сохраняется.

Исходя из исследований сотрудников Кольского научного центра Российской академии наук (РАН) [1], подтвержденных практическим опытом местных специалистов, у альтернативной энергии в Мурманской области есть реальная перспектива стать не только доступной, но и выгодной. Мазут, который сегодня используется для отапливания более чем 80% жилья северян, несет не только тепло, но и нескончаемые финансовые и экологические проблемы. Вместе с тем, ученые КНЦ РАН утверждают, что полуостров обладает огромным потенциалом «чистой» энергии и использование возобновляемых источников энергии в Мурманской области может составить реальную конкуренцию традиционной энергетике.

Если оценить потенциальные нетрадиционные энергетические ресурсы области, то получится следующая картина [2]:

Таблица 1. –Ресурсы нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Мурманской области, млрд. кВт·ч

Источники	Потенциальные ресурсы	Технические ресурсы,
Солнце	110000	11000
Ветер	21000	350
Малые реки	7	4,4
Приливы	11	2,0
Волны	3	1,6
Древесные отходы	1,5	0,9
Отходы животноводства и птицеводства	0,13	0,09

Как видно из таблицы, что ресурсы солнечной энергии самые большие, однако в условиях Севера их использование затруднено тем, что в зимние месяцы, когда потребности в энергии максимальны, их поступление минимально. Наибольшие перспективы имеет использование энергии ветра и энергии малых рек.

Ветровые ресурсы на Кольском полуострове огромны и оцениваются в 350 млрд. кВт·ч. Наибольшая скорость ветра наблюдается в прибрежных районах Баренцева и Белого морей. Скорость ветра на северном побережье Кольского полуострова, составляет 7-9 метров в секунду. Такая средняя годовая скорость ветра выше, чем в прибрежных районах Дании, Германии и Голландии, где ветроэнергетика экономически выгодна и преобладает над другими способами получения энергии. Максимум скоростей ветра приходится на холодное время года и совпадает с сезонным пиком потребления тепловой и электрической энергии.

Основными направлениями использования ветровой энергии на Кольском полуострове являются:

- применение ветряных электроустановок для энергоснабжения удаленных изолированных потребителей;

- участие ветряных установок в теплоснабжении потребителей;

- крупномасштабное применение ветряных установок (ветровых парков) в составе энергосистемы.

Применение ВЭУ в зонах децентрализованного энергоснабжения способно вытеснить до 30-50%, а в наиболее ветреных районах - до 70% дефицитного органического топлива, расходуемого местными дизельными электростанциями и котельными.

Освоение ветровой энергии даже на 1-2% принесло бы региону около 3-7 млрд. кВт-ч и порядка 1-2 млн. кВт мощности [1]. Применение ветроэнергетических установок для целей теплоснабжения потребителей позволит превратить ветер из климатического фактора, определяющего повышенные теплопотери, в полноценный источник энергии, обеспечивающий именно в холодные ветреные периоды активное поступление энергии на нужды отопления.

Кольский полуостров обладает значительными ресурсами приливной энергии. Имеется богатый опыт эксплуатации Кислогубской приливной электростанции мощностью 400 кВт. Однако ввиду сравнительно небольшой величины прилива на побережье полуострова (в среднем 2-3 м) и ограниченного числа акваторий, которые можно отсечь плотиной, сооружение приливных электростанций (ПЭС) возможно далеко не повсеместно. Заслуживает внимания Лумбовский залив Белого моря, которая может иметь мощность от 320 до 670 МВт с годовой выработкой энергии до 2,0 млрд. кВт/ч [1].

Кольский полуостров имеет более чем 1000-километровую береговую линию. Выполненная оценка энергии морских волн вдоль побережья Баренцева и Белого морей показала значительные запасы волновой энергии. Проектные мощности волновых станций для этих областей составляют 230 МВт и 100 МВт. Однако преобразование волновой энергии, ее концентрация и передача представляют большие трудности ввиду суровых климатических условий.

Проблема использования гидроэнергии малых рек не нова. В послевоенные годы в Мурманской области было построено несколько сельских малых ГЭС мощностью от 10 до 100 кВт. В 60-е годы они были вытеснены более дешевыми по тем временам дизельными установками. В настоящее время из-за значительного роста цен на органическое топливо интерес к использованию энергии малых рек существенно возрос. Технические гидроэнергоресурсы малых рек области оцениваются в 4,4 млрд. кВт×ч при 516 МВт среднегодовой мощности.

В настоящий момент прорабатываются проекты строительства демонстрационных малых ГЭС на р. Пиренга (6 МВт), на реке Чаваньга (1250 кВт) и в центре полуострова на Ельреке (мощностью 500 кВт), которые бы на деле показали выгодность и эффективность использования малых водотоков.

В целом потенциал нетрадиционных возобновляемых источников энергии Кольского полуострова велик. Регион располагает значительными ресурсами солнечной, ветровой, приливной, волновой энергии и гидроэнергии малых рек. В силу суровых природно-климатических условий наиболее реальным представляется использование энергии ветра и гидроэнергии малых рек. Вовлечение их в хозяйственный оборот представляет собой большую научно-техническую задачу. Решение ее позволит значительно облегчить энергоснабжение целого ряда потребителей и обеспечить энергетическую независимость региона, а так же приведет к улучшению экологической обстановки в Мурманской области регионе.

Литература

1. Минин В. А. Перспективы освоения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии на Кольском полуострове: Доклад объединения Bellona. Мурманск, 2007.– 93 с.

2. http://helion-ltd.ru/kolaenergy

3. http://www.ecogazeta.ru/archives/3868

4. http://www.priroda.ru/news/detail.php?ID=10541

5. http://www.cleandex.ru/articles/2007/11/21/wind-energy-prospects-windenergy

Код для цитирования: Скопировать