Состояние и перспективы использования возобновляемых источников энергии(ВИЭ)

Состояние и перспективы использования ВИЭ по основным видам. Энергия биомассы. Топливные элементы. Солнечная энергетика. Гидроэнергетика. Геотермальная энергетика. Ветроэнергетика

Динамика исследования по видам ВИЭ в мире характеризуется следующими данными.

Ветроэнергетика

Установленная мощность ветроустановок в мире увеличилась с 6172 МВт в 1996г., до 12000 МВт в 1999г. и до 23000 МВт в 2001г. Прогноз на 2006г. - около 3600 МВт. Страны-лидеры: Германия - 4444 МВт, США - 1819 МВт; Дания - 1752 МВт; Испания - 1539 МВт; Индия - 1100 МВт.

Оборот ветроэнергетической индустрии в мире в 1998г. составил 1,7 млрд долларов и по сравнению с 1997г. увеличился на 31%.

В Германии, например, только за первую половину 2001г. введены в эксплуатацию ветроэнергетические установки (ВЭС) мощностью 800 МВт, что на 50% больше, чем за весь 2000г., а всего в стране на 2001г. установлено почти 10000 МВт ВУ. Их доля в выработке электроэнергии составила более 2,5%.

Геотермальная энергетика

Установленная мощность геотермальных электростанций (ГеоТЭС) возросла с 678 МВт в 1970г. до 8000 МВт в 2000г. Страны-лидеры: США - 2228 МВт, Филиппины - 1909 МВт, Мексика - 755 МВт, Италия - 755 МВт, Индонезия - 589 МВт. Среднегодовой рост мощности ГеоТЭС за последние 30 лет составил 8,6% к предыдущему году.

Установленная мощность геотермальных тепловых установок за последние (1980-2000 гг.) 20 лет возросла с 1950 МВт до 17175 МВт.

Геотермальная энергия - важнейший из нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ), который уже в 2000г. стал конкурентоспособен с традиционными. Геотермальная установка мощностью 1 МВт позволяет сэкономить до 3 тыс. т у.т. в год.

Гидроэнергетика

Экономический потенциал гидроэнергии в мире составляет 8100 млрд кВтч. Установленная мощность всех гидростанций (на 2000г.) - 669 000 МВт, вырабатываемая электроэнергия - 2691 млрд кВтч, т.е. экономический потенциал используется на 33%.

По экономическому потенциалу малые и микроГЭС составляют около 10% от общего экономического потенциала. Мировым лидером в малой гидроэнергетике является Китай, где с 1950 по 1996 гг. мощность малых ГЭС выросла с 5,9 МВт до 19 200 МВт. В планах Китая на десятилетие (до 2010 года) строительство более 40 000 малых ГЭС с ежегодным вводом до 1000 МВт. В Индии на конец 1998г. установленная мощность малых ГЭС (единичной мощностью до 3 МВт) со ставляет 173 МВт и в стадии строительства находятся ГЭС общей мощностью 188 МВт. Определены места строительства еще около 4000 ГЭС общей мощностью 8370 МВт. Эффективно работают малые ГЭС в Австрии, Финляндии, Норвегии, Швеции и др.

Солнечная энергетика

Весьма активно развивается в мире преобразование солнечной энергии в электрическую на основе фотоэлементов и систем. В 1999г. их производство в мире составило 200 МВт. Годовые темпы роста за последние 5 лет (1995-2000г.г.) составили 30%. Страны-лидеры: США - 60 МВт, Япония - 80 МВт, Германия - 50 МВт. Общая площадь солнечных водонагревателей (солнечных коллекторов) в мире превысила на 2000г. 21 млн м², при этом годовое производство солнечных коллекторов превышает 1,7 млн м². Страны-лидеры: Япония - 7 млн м², США - 4 млн м², Израиль - 2,8 млн м², Греция - 2 млн м².

В штате Калифорния (США) с конца 1980-х годов работает 9 гелиотопливных электростанций израильской фирмы YUZ. Планируется строительство гелиостанций мощностью 105 МВт (мощность гелиотермической части 35 МВт) в Индийском штате Раджастан, а также гелиоТЭС мощностью 100...150 МВт в Катаре. На гелиотопливных электростанциях фирмы YUZ параболоцилиндрические концентраторы фокусируют солнечное излучение на трубах-абсорберах, в которых происходит нагрев масляного теплоносителя до 400°С. В теплообменнике масло отдает полученное тепло питательной воде обычного паросилового контура, образовавшийся пар расширяется в турбине. Издержки производства 1 кВтч электроэнергии калифорнийских электростанций составляют 20...30 пфенингов.

Изучают и другие технологии (испарение воды непосредственно в трубах-абсорберах и др.).

Фотоэлектрические системы преобразования солнечной энергии используются для электростанций и автономного энергоснабжения для сельских домов, школ, больниц (Китай, Зимбабве, Индонезия, Мексика).

Топливные элементы

Принципиально новые энергетические установки проектируются с использованием топливных элементов. При этом КПД этих элементов выше 90%.

Наиболее активно в мире развивается использование ветровой энергии и биомассы, а также фотоэлектричество и производство топливных элементов.

Энергия биомассы

Широкое распространение получило использование древесной биомассы для производства тепла и электричества (страны Скандинавии) как при прямом сжигании отходов, так и через их предварительную газификацию с последующим сжиганием полученного газа.

В стадии опытно-промышленной эксплуатации находятся ТЭС, для которых организовано выращивание «энергетических» лесов для сжигания в котлах этой биомассы.

Активно внедряется совместное сжигание (в различных технологических модификациях) биомассы с основным топливом (уголь, жидкое топливо, газ).

Распространены электростанции (США, Дания), на которых сжигаются твердые бытовые отходы (ТБО) городов, а также биогаз от свалок ТБО (Италия).

Используются технологии получения электроэнергии в дизель-генераторах, работающих на газе, получаемом от газификации биомассы и биогазе от переработки отходов.

Получение и использование биогаза:

На малых установках по переработке сельскохозяйственных и бытовых отходов индивидуальных фермерских хозяйств. Общее количество таких установок в 2000г. превысило 6 млн шт. (страны-лидеры: Китай, Индия).
На больших установках по переработке городских сточных вод (более 10000 установок) и комбинированных установках по сбраживанию промышленных и городских сточных вод (более 1000 новейших установок в 2000г.).
На мощных комбинированных установках (фабриках) по переработке отходов продукции сельского хозяйства, животноводства и фермерских хозяйств (из 50 крупных таких фабрик Европы 18 находится в Дании).

Другие статьи по данной теме: