Научный совет по проблемам возобновляемых источников энергии
ПРЕДСЕДАТЕЛЬ : ЕЛИСТРАТОВ Виктор Васильевич
Доктор технических наук, профессор, Заслуженный энергетик РФ
Объединенный научный Совет по проблемам энергетики при Президиуме СПбНЦ РАН , заместитель председателя
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, директор научно-образовательного центра
Тел: (812) 552-77-71, E-mail: elistratov@cef.spbstu.ru
ЗАМ. ПРЕДСЕДАТЕЛЯ : АНДРЕЕВ Вячеслав Михайлович
д.т.н., профессор, ФТИ РАН, зав.лабораторией
Тел: (812) 297-56-49 ,Е-mail: vmandreev@mail.ioffe.ru
УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ : КРИВОШЕЕВ Михаил Васильевич
к.ф-м.н.,., с.н.с., СПб НЦ РАН, с.н.с
Тел: (812) 297- 92-78; E-mail: mvkrivos@yandex.ru
ЧЛЕНЫ СОВЕТА:
АВЕРЬЯНОВ Владимир Константинович- д.т.н., профессор ВНИИПромгаз ОАО "Газпром промгаз", зав.отделом
БЕЛЛЕНДИР Евгений Николаевич, д.т.н., ВНИИГ, Генеральный директор
БЛЯШКО Яков Иосифович- к.т.н. ЗАО «МНТО ИНСЭТ», Ген. директор
БОГУСЛАВСКИЙ Эмиль Иосифович - д.т.н., профессор СПбГГИ (ТУ)
ВАСИЛЬЕВ Юрий Сергеевич - академик СПб ГПУ, президент университета
ДЗЕКЦЕР Наум Наумович - к.т.н., с.н.с. Инж.-электротехнический центр-Контакт, Ген. директор
МАСЛИКОВ Владимир Иванович - д.т.н., профессор СПб ГПУ
ОКОРОКОВ Василий Романович - д.э.н., профессор СПб ГПУ
СЕНДЕЦКИЙ Владимир Федорович, ООО «Энергоконтроль» СПб, национальный эксперт ЮНИДО по биоэнергетике (возобн. э/носители)
СИДОРЕНКО Геннадий Иванович - д.т.н. СПб ГПУ, профессор
СЧИСЛЯЕВ Сергей Михайлович- к.т.н. СПбГПУ Центр энергоэффективных технологий, директор
ТАНАНАЕВ Анатолий Васильевич - д.т.н., профессор СПб ГПУ, зав.кафедрой
ТОЛМАЧЕВ Владимир Николаевич - д.т.н, ОАО "Газпром промгаз", зам. зав отделом института
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
- Ветроэнергетика. Использование ветроэнергетического потенциала Санкт-Петербурга и Ленинградской области
- Геотермальная энергетика. Системы геотермального теплоснабжения в Северо-Западном регионе.
- Развитие технологий малой гидроэнергетики
- Новые технологии фотоэлектрического преобразования солнечной энергии
- Энергетические технологии утилизации твердых бытовых отходов
- Комплексное использование и аккумулирования энергии возобновляемых источников
Задачи научного совета формулируются как:
- подготовка предложений по научным проблемам фундаментального и прикладного характера по тематике Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН;
- подготовка проектов региональных программ развития ВИЭ, энергосбережения и энергоэффективности;
- формирование и научное сопровождение региональных программ фундаментальных и прикладных научных исследований в области энергетики и энергоэффективности
- проведение экспертиз проектов и программ в области ВИЭ и энергоэффективности поступающих в адрес Совета и его членов
О ПЕРСПЕКТИВАХ ЭНЕРГЕТИКИ НА ВОЗОБНОВЛЯЮЩИХСЯ РЕСУРСАХ. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Становится очевидным, что традиционные энергетические ресурсы не безграничны и обеспечение в обозримом будущем даже современного уровня их потребления проблематично. Существует реальная опасность истощения разведанных запасов органического ископаемого топлива, добыча которых экономически обоснована. Все большее беспокойство вызывает рост загрязнения окружающей среды, связанный с энергопроизводством. В связи с этим освоение доступной возобновляемой энергии, производство и потребление которой сопровождается минимальным влиянием на окружающую среду, в мире осознается важнейшей задачей.
Энергетика на возобновляемых ресурсах, ориентирующаяся в основном на местные (локальные) запасы, дает возможность решать экономические и социо-культурные задачи на местном уровне, повышает уровень энергобезопасности регионов, создает новые высокотехнологичные отрасли производства и рабочие места.
Использование ВИЭ в мире имеет устойчивую тенденцию к росту. По различным прогнозным оценкам, доля нетрадиционных источников в энергобалансе к -2015 гг. во многих государствах достигнет или превзойдет 10%. В ведущих странах мира (КНР, Индия, США, Франция, Италия) за последние 10 лет использование ветроустановок (ВЭУ) и фотоэлектропреобразователей выросло в 10-15 раз. В Дании, Германии, Испании, Норвегии уже сейчас возобновляемые источники энергии (ВИЭ) вносят существенный вклад в энергобаланс. С учетом полных затрат на природоохранные мероприятия при добыче, транспортировке, переработке и сжигании углеводородов конкурентоспособность ВИЭ возрастает.
Различные виды ВИЭ находятся на разных стадиях освоения.
Состояние ВИЭ в мире
Развитие энергетики возобновляемых источников за последние 15-20 лет происходит по очень оптимистичному сценарию с постоянным возрастанием установленной мощности установок на базе ВИЭ и их доли в топливно-энергетическом балансе. При общем производстве электроэнергии в мире в 2007 году 19771 ТВт-ч доля ВИЭ составила (вместе с большой гидроэнергетикой) около 18,2%. В 2010 году производство электроэнергии в мире за счет ВИЭ составило 2340,0 ТВт-ч. Динамика изменения доли использования различных источников энергии при производстве электроэнергии приведена в табл.1
Таблица 1
Динамика производства электрической энергии в мире за счет различных видов топлива в % от общего производства
|
1971 |
1986 |
1990 |
1995 |
2000 |
2003 |
2006 |
2007 |
Уголь |
40,02 |
38,74 |
38,09 |
37,89 |
39,1 |
39,9 |
41,0 |
41,5 |
Нефть |
20,87 |
11,92 |
11,31 |
9,43 |
7,92 |
6,88 |
5,8 |
5,6 |
Природный газ |
13,27 |
12,53 |
13,78 |
14,86 |
17,41 |
19,26 |
20,1 |
20,1 |
Атом |
2,12 |
15,86 |
17,02 |
17,57 |
16,86 |
15,74 |
14,8 |
13,8 |
Гидро |
23,03 |
20,12 |
18,35 |
18,79 |
17,10 |
16,28 |
16,0 |
15,6 |
ВИЭ |
0,69 |
0,83 |
1,45 |
1,56 |
1,71 |
1,91 |
2,3 |
2,6 |
Производство эл.энергии, TВт-ч |
5248 |
10098 |
11828 |
13271 |
15379 |
16742 |
18930 |
19771 |
Рост установленной мощности установок ВИЭ характеризуется и соответствующим увеличением объема инвестиций в отрасль возобновляемой энергетики. В 2011 году инвестиции в развитие возобновляемых источников энергии достигли $150 млрд.
Мониторинг развития энергетики возобновляемых источников показывает значительный ежегодный прирост установленной мощности электростанций на их основе. Общая установленная электрическая мощность в 2011 составила 480 ГВт и более 1400 ГВт вместе с "большой" гидроэнергетикой), что составляет 29% от общей установленной мощности электростанций в мире (всего в мире общая мощность электрических станций составляет около 4900 ГВт).
Темпы развития электроэнергетики составляют около 2 – 3 % в год, в том числе: крупной гидроэнергетика – 2% и атомной – 1,6%. Темпы развития ВИЭ значительно выше. Так, например, с начала 2000 г, темпы роста ветроэнергетики составляют 25-30% в год и к концу 2011 года совокупная установленная мощность ветроэлектростанций составила 238,0 ГВт (в 1997 г. было всего 7,5 ГВт).
Совокупные мощности малой гидроэнергетики в мире в 2008 г. достигли 85 ГВт (темп роста 7-8%), биомассы 52ГВт (5-8%), геотермальной энергии – 10 ГВтэл (3%). Установленная мощность фотоэлектрических станций в 2011 году достигла 67 ГВт (+ 50%).
Использование солнечных тепловых установок и производство биотоплива продолжает ежегодно расти с темпом 15-20%. Солнечные коллекторы имеют площадь около 200 млн. кв.м.
Также растет использование низкопотенциальных приповерхностных геотермальных установок (на базе тепловых насосов) и биомассы. Ежегодное производство биотоплив (этанол и биодизель) достигло 65 млрд. литров в год, что составляет около 3% от мирового потребления бензина и дизтоплива. В настоящее время в мире насчитывается около 25 миллионов населенных пунктов, полностью обеспечиваемых установками на базе ВИЭ.
Основной объем вводимых мощностей ВИЭ в мире формируется за счет ввода малых ГЭС (МГЭС), ВЭС и биоЭС , причем в развивающихся странах вводятся преимущественно МГЭС и биоЭС, а в Евросоюзе – ВЭС , прежде всего в Германии и Испании. Среди развивающихся стран лидирует Китай, в котором динамично развиваются все виды ВИЭ, причем быстрее всего «большая» гидроэнергетика и ветроэнергетика. В 2011 году общая установленная мощность ВЭС в Китае достигла 62,4 ГВт, при этом только в 2011году введено 17,6 ГВт.
Наибольшее распространение на настоящее время имеет ветроэнергетика в связи с тем, что удельные капиталовложения в ветроэнергетические установки ВЭУ ниже, чем при использовании большинства других видов ВИЭ. Суммарная мировая установленная мощность крупных ВЭУ и ВЭС, по разным оценкам, составляет от 10 до 20 ГВт, а их единичная мощность превысила 1 МВт. При этом в ряде стран возникла новая отрасль машиностроения - ветроэнергетическое. Мировыми лидерами по применению энергии ветра являются США, Германия, Нидерланды, Дания, Индия.
Второе место по масштабам применения занимает геотермальная энергетика. Суммарная мощность ГеоТЭС в мире составляет не менее 6 ГВт. ГеоТЭС конкурентоспособны по сравнению с традиционными топливными электростанциями, но географически привязаны к месторождениям парогидротерм или к термоаномалиям, что ограничивает область применения геотермальных установок. Наряду с ГеоТЭС, широкое распространение получили системы геотермального теплоснабжения.
Солнечная энергия сейчас используется в основном для производства низкопотенциального тепла для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения. Преобладающим видом оборудования здесь являются плоские солнечные коллекторы. Их общемировое производство составляет, по оценкам, не менее 2 млн. м2 в год, а выработка низкопотенциального тепла за счет солнечной энергии достигает 5 106 Гкал. Однако все активнее развивается солнечной энергии в электроэнергию. Используются два метода - термодинамический и фотоэлектрический, особенно интенсивно развивающийся в последнее время. Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии является весьма перспективным направлением возобновляемой энергетики. Объем производства солнечных батарей в мире растет в среднем на 30-40% в год. Суммарная мировая мощность автономных фотоэлектрических установок достигла 500 МВт. Согласно прогнозам, общий объем установленных фотоэнергосистем в 2020 г. превысит 150 ГВт. Основной проблемой, ограничивающей темпы развития солнечной фотоэнергетики, является относительно высокая стоимость «солнечной» электроэнергии, определяемая в значительной степени стоимостью монокристаллического кремния, являющегося базовым материалом солнечных батарей. Снижение удельной стоимости систем солнечного электроснабжения возможно по двум направлениям: первое - снижение стоимости полупроводникового материала и солнечного элемента; второе - предварительная концентрация солнечного излучения. Создание технологий производства фотоэлектрических модулей с концентраторами позволяет обеспечить выпуск высокоэффективных, более дешевых модулей, чем существующие аналоги. Энергоустановки, включающие фотоэлектрический модуль, ветроагрегат и устройства для аккумуляции энергии, позволяют создавать принципиально новые схемы электроснабжения автономных потребителей.
В ряде стран приняты нормативно-законодательные акты в сфере использования ВИЭ, составившие правовую, экономическую и организационную основу этого направления технического развития. Правовая база состоит в установлении права производителей электроэнергии на нетрадиционных источниках на подключение к сетям энергоснабжающих компаний, которые обязаны принимать эту энергию. Экономическая основа сводится к мерам по стимулированию применения ВИЭ, необходимому на этапе продвижения, становления и адаптации на энергетическом рынке. Способы стимулирования могут быть разные: налоговые и кредитные льготы, благоприятные тарифы, дотации и т.п. Организационная основа решения проблемы состоит в определении государственного (федерального) органа (ведомства), ответственного в целом за данное направление.. В функции такого органа входят разработка государственных программ развития ВИЭ, в том числе программы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), создание демонстрационных объектов, проведение маркетинга на внутреннем и внешнем рынках, пропаганда и популяризация и т.п. Ежегодные расходы на НИОКР в сфере нетрадиционной энергетики составляют в мире не менее 1 млрд долларов.
ВИЭ в России
Россия радикально отстает от мира в разработке возобновляемых источников энергии.
В стране в сельской местности и на отдаленных и труднодоступных территориях, составляющих более 70% территории с населением 15-20 млн. чел. существуют проблемы с энергоснабжением, несмотря на наличие местных и возобновляемых энергоресурсов.
В соответствии с Программой развития электроэнергетики до 2030 года, целевыми ориентирами развития до 2030 года являются:
- развитие централизованной ЕЭС России, в т.ч. развитие крупной системной генерации и линий электропередач,
- развитие распределенной генерации в регионах децентрализованного энергоснабжения и удаленных территорий; ввод объектов распределенной генерации должен развиваться опережающими темпами и может составить до 5 % от суммарной потребности во вводах (суммарный ввод 9,2 ГВт, в т.ч. ВИЭ – 6,1 ГВт).
Развитие распределенной генерации в России должно дать следующие эффекты:
- Повышение энергетической безопасности отдаленных регионов России за счет повышения самообеспеченности «местными» топливно-энергетическими ресурсами
- Приближение объектов производства и потребления энергии, что позволит снизить на 15-20% потери энергии на транспортировку и распределение, повысить надежность энергоснабжения и снизить стоимость энергии у конечного потребителя; особенно заметен эффект распределенной генерации при сооружении генерирующих объектов на концах длинных линий электропередач низкого напряжения, (10 кВ и ниже и передаваемой мощности до 10 МВт), часто изношенных и ненадежных.
- Уменьшение объемов «дальнепривозного» топлива: при замещении с помощью ВИЭ до 50% дизельной распределенной генерации (около 100 ТВт-ч) экономия составит около 17,5 млн. т в год, в т.ч. на Севере – 2,5 млн. т.
- Повышение экологической безопасности распределенной энергетики путем снижения вредных выбросов в окружающую среду (в т.ч. газообразных: 40 млн. т. СО2, 80 тыс. т SOx, 600 тыс.т NОx).
Важнейшей составляющей внедрения объектов на основе ВИЭ является правильная оценка потенциала ВИЭ на данной территории, которая позволит обоснованно выбрать параметры объекта и его энергоэкономические показатели.
Технический и экономический потенциал ВИЭ РФ характеризуется следующими данными ( таблица 2):
Таблица 2. Потенциальные запасы ВИЭ в России
Ресурсы |
Технический потенциал, млн. т у.т./год |
Экономический потенциал, млн. т у.т./год |
Энергия ветра |
2 216 |
110 |
Малая гидроэнергетика |
126 |
70 |
Солнечная энергия |
9 695 |
30 |
Энергия биомассы |
129 |
69 |
Геотермальная энергия (гидротермальные ресурсы) |
11 869 |
114 |
Низкопотенциальное тепло |
194 |
53 |
ИТОГО по ВИЭ |
24 229 |
446 |
Аналогичные данные известны и по Ленинградской области.
С помощью экологически чистых нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в Санкт-Петербурге и Ленинградской области могут быть решены следующие задачи:
- снижено потребление ископаемых топлив и связанное с этим загрязнение окружающей среды;
- улучшено энергоснабжение удаленных районов Ленинградской области, в которых энергообеспечение ненадежно, а также в районах коттеджной застройки;
- уменьшена доля привозного топлива как в целом в регион, так и в отдельные районы и населенные пункты при одновременном развитии коммунально-бытового сектора;
- улучшено экологическое состояние отдельных населенных пунктов, снижено загрязнение окружающей среды, что особенно существенно при обеспечении теплом и горячей водой оздоровительных зданий и сооружений.
Областью внедрения нетрадиционной энергетики, основанной на использовании таких возобновляемых источников энергии (ВИЭ), как растительная биомасса, ветровая, солнечная энергия, энергия малых водотоков, являются энергоустановки малой и средней мощности. Такие установки могут работать как в составе энергосистем, так и как автономные источники для децентрализованного энергоснабжения. В экологическом отношении такие установки существенно чище замещаемых малых установок на органическом топливе с низким КПД и значительными выбросами в атмосферу, эксплуатируемых в настоящее время.
Для Ленинградской области и Санкт-Петербурга практическое значение имеет использование энергии растительной биомассы и сельскохозяйственных отходов, энергии малых водотоков, ветровой энергии. Возобновляемые источники энергии могут внести существенный вклад в решение проблемы энергообеспечения региона, повышая надежность и качество энергоснабжения и обеспечивая экономию топлива.
Реализация проектов, использующих возобновляемые источники энергии, будет способствовать более полному использованию научного и промышленного потенциала региона и сохранению высококвалифицированных кадров.
Ветроэнергетика. Использование ветроэнергетического потенциала Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Северо-запад России является регионом, в котором присутствуют необходимые условия для применения ветроэнергетических установок (ВЭУ) различных классов мощности. Основным из них является наличие высокого уровня теоретического (или природно-климатического) потенциала ветровой энергии.
Анализ ветрового режима проводился по 79 метеостанциям региона на территории, ограниченной координатами: 27-36 градусов восточной долготы и 58-62 градуса северной широты.
Часть рассмотренных площадок для размещения ВЭУ имеет высокое число часов использования (выше 3000 ч.), достигая в отдельных случаях 4000-4500 часов. Большой интерес представляет использование побережья и мелководных акваторий Финского залива и Ладожского озера, где небольшая глубина 2-10 м и высокие среднегодовые скорости ветра создают благоприятные условия для сооружения ВЭС. Для расчета удельных технических ресурсов ветроэнергетики на 1 км2 поверхности были рассмотрены системные ВЭУ иностранного производства. Сделано допущение о том, что расположения ВЭУ - "шахматное", равномерное по территории с расстоянием между агрегатами в 10 диаметров ротора. Общая установленная мощность региона восточной части Финского залива с учетом мелководных акваторий глубиной до 10 м может составить 11250 Мвт. Годовая выработка электроэнергии может составить около 25 млрд. кВт•ч/год. Полученные значения удельных ветроэнергетических ресурсов свидетельствуют о хороших возможностях ветроэнергетики в регионе Санкт-Петербурга.
Из рассмотренных зон размещения площадок для ВЭС по ветроэнергетическим условиям наиболее эффективными являются площадки на дамбе, защищающей Санкт-Петербург от наводнений, на Лондонской отмели, на западной оконечности о. Котлин, на мысе Шепелево и в районе Кургальского рифа.
Строительство ВЭС в районе о. Котлин и защитной дамбы удобно тем, что там существует строительная база, имеются подъездные пути, не затрагиваются сельскохозяйственные земли. В случае сооружения ВЭС в районе о. Котлин, г.Кронштадт будет обеспечен независимым энергоснабжением и надежным резервным источником энергии для защитных сооружений г.Санкт-Петербурга от наводнений, а также будет выполнено благоустройство и берегоукрепление южного побережья о. Котлин. Эта и другие ВЭС, которые могут быть сооружены в нашем регионе, позволят иметь до 100 МВт мощности уже в ближайшей перспективе.
Кроме крупных системных ВЭС, предназначенных для работы на сеть, весьма перспективно внедрение ветроэнергетических установок как энергосберегающих систем при энергоснабжении предприятий и индивидуальных застройщиков.
Опыт сооружения ВЭУ для такого использования на одном из предприятий в Красном Селе показал высокую энергосберегающую эффективность.
Развитие технологий малой гидроэнергетики
Гидроэнергетический потенциал Санкт-Петербурга и Ленинградской области оценивается примерно в 480-500 млн. кВт•ч; на территории Ленинградской области сооружены 6 крупных ГЭС: Волховская на р. Волхов; Нижне-Свирская и Верхне-Свирская на р. Свирь; Лесогорская и Светогорская на р. Вуокса; Нарвская на р. Нарва.
В настоящее время используется незначительная доля (~0,2%) потенциальных гидроэнергетических ресурсов малых рек региона, в то время, как в годы расцвета малой гидроэнергетики (50-60 годы 20 века) на территории области эксплуатировалось несколько десятков малых ГЭС, которые затем в условиях сплошной сетевой электрификации были выведены из эксплуатации и были заброшены. Они могут быть реконструированы, восстановлены и технически перевооружены. На ряде малых ГЭС сохранились гидротехнические сооружения и бьефы, которые используются в рекреационных и мелиоративных целях, что упрощает задачу восстановления объектов и снимает ряд задач, связанных с экологией. При пуске 100 малых ГЭС (до 1МВт) и микроГЭС (до 100 кВт) можно рассчитывать на получение в год до 0,15 млрд. кВт.ч. электроэнергии, что составит 5-10% от электропотребления в сельском хозяйстве области и существенно повысит стабильность энергообеспечения сельского хозяйства. Примером в этом направлении может явиться разрабатываемый проект реконструкции и восстановления Андреевской малой ГЭС в Выборгском районе Ленинградской области мощностью 700 кВт.
В Санкт-Петербурге есть возможность выпускать оборудование для малых ГЭС (МГЭС). На предприятии отработан процесс проектирования МГЭС и оценки ресурсов МГЭ, разработан типоразмерный ряд агрегатов (тип и мощность в зависимости от напора и расхода), для 7 регионов России на основе изучения реальных створов размещения МГЭС определены технические ресурсы МГЭ и перспективные направления сооружения малых ГЭС. Себестоимость электроэнергии может меняться от 0,4 до 1,3 руб/кВт-ч (в основном расходы на обслуживание); затраты на оборудование и организацию водозабора в зависимости от мощности - от 1500 до 3000 долларов США за 1 кВт установленной мощности.
Энергетические технологии утилизации твердых бытовых отходов
Одним из перспективных источников энергии может стать биогаз, образующийся при разложении твердых бытовых отходов (ТБО). В отличие от технологий сжигания ТБО, получение и использование биогаза является экологически чистой технологией. В среднем одна тонна мусора выделяет 100-200 м3 биогаза. Ежегодная эмиссия метана (энергетически ценного компонента биогаза) с поверхности свалок земного шара составляет около 30 - 70 млн. т, что сопоставимо с мощностью основных биогенных источников метана. Известно, что метан является одним из основных планетарных источников парникового эффекта и сегодня остро стоит проблема стабилизации концентрации в атмосфере этого газа. Кроме того, метан часто является причиной самовозгорания свалочных отложений и сильного загрязнения атмосферы продуктами горения, так как при его взаимодействии с воздухом создаются горючие и взрывоопасные смеси. Ввиду непрерывного процесса образования свалочных отложений и постоянной эмиссии биогаза, этот источник можно отнести к возобновляющимся. В г. Санкт-Петербурге ежегодно образуется около 4,5 млн. м3 твердых бытовых отходов. Ориентировочный объем запасов метана при разложении органического вещества свалочных масс только двух действующих полигонов “Южный” и “Новоселки” оцениваются в размере около 1 млрд. м3 Учеными СПбГПУ совместно с другими организациями разрабатываются экологически безопасные энергетические технологии переработки ТБО на полигонах, в том числе с получением биогаза. Одна из таких технологий предусматривает создание автономной энергетически независимой системы переработки свалочных отложений на основе возобновляемых источников энергии. В этой технологии источником энергии для добычи и транспортировки биогаза и других нужд полигона является ветроэнергетическая станция (ВЭС). Свалочные отложения, достигая высот в несколько десятков метров, увеличивают потенциал ветровой энергии и могут использоваться в качестве площадки для установок ВЭС. Такое комбинированное решение энергокомплекса избавляет от необходимости строительства линий энергопередач, а также отчуждения земель для сооружения ВЭУ. После завершения эксплуатации полигона такое размещение ВЭУ обеспечивает энергетическую рекультивацию свалочного холма. Совмещение биогазовой электростанции и ВЭУ в единый энергетический комплекс позволяет эффективно использовать потенциал местных энергетических ресурсов, а также уменьшить загрязнение окружающей среды.
Солнечная энергетика. Использование потенциала солнечной энергии в Санкт-Петербурге и Ленинградской области
Опыт развития стран, пропагандирующих, рекламирующих и внедряющих установки для преобразования солнечной энергии, наглядно демонстрирует возможности сочетания традиционной и нетрадиционной энергетики.
Для Санкт-Петербурга и Карельского перешейка удельные технические гелиоресурсы в зависимости от варианта ( приемная площадка наклонена на юг под углом 60 град. или приемная площадка непрерывно следит за Солнцем) составляют 680 - 1070 кВт-ч./кв.м при использовании теплового коллектора и 160 - 220 кВт-ч./кв.м при использовании фотоэлектрических преобразователей.
Новые технологии фотоэлектрического преобразования солнечной энергии
Принципиально новыми являются методы и технологии получения сильно концентрирующих солнечных элементов и создания фотоэлектрических модулей, а также схемы формирования автономных энергоисточников для электроснабжения потребителей с разными запросами. Предлагаемые технологии существенно (в 100-1000 раз) снижают расход материалов для солнечного элемента.
Разработанные в ФТИ им. А.Ф.Иоффе концентраторные фотоэнергоустановки нового поколения обеспечивают существенное снижение стоимости получаемой электроэнергии за счет высокой эффективности наногетероструктурных каскадных солнечных элементов (КПД 35-40%), слежения за Солнцем и снижения в сотни раз площади солнечных элементов. Такие установки экономически рентабельны уже сейчас для обеспечения электроэнергией автономных потребителей в ряде регионов России. Стоимость установленного ватта при серийном производстве (без затрат на систему слежения за Солнцем) ~ 1,5 дол.США/Вт.
При участии РОСНАНО в Санкт-Петербурге предполагается организовать серийное производство фотоэнергоустановок с концентраторами солнечного излучения и наногетероструктурными ФЭП. Подготовка производства этих установок, включая проведение полевых испытаний и сертификации ФЭП является важным направлением работы в ФТИ.
Системы солнечного теплоснабжения
Для широт региона возможно использование солнечной энергии для низкотемпературных процессов, таких как нагрев воды до температур ~80град.С с помощью солнечных тепловых коллекторов для систем горячего водоснабжения с сезонным циклом использования. Системы солнечного теплоснабжения могут использоваться для удовлетворения коммунальных нужд, в сельском хозяйстве, в фермерских и приусадебных хозяйствах, а для Санкт-Петербурга - при строительстве коттеджей (учитывая предполагаемые объемы индивидуального строительства . При обеспечении семьи из 4 человек горячей водой в объеме 200 л/сутки система солнечного теплоснабжения площадью 10 кв.м дает экономию от 300 до 900 литров топлива (мазут) в год. Срок возврата капитальных вложений при этом составит от 7 лет (в оптимальном варианте) до 20 лет (в неблагоприятном варианте).
Учитывая дополнительные положительные экологические и социальные факторы, связанные с привлекательностью для населения этого вида энергии (в т.ч. благодаря своей автономности), отсутствием негативного влияния на окружающую среду, такие системы должны получить значительный импульс в своем развитии.
Заключение
В России имеется потребность в достаточно широком применении ВИЭ, имеются технические возможности и кадры, необходимые для производства оборудования, строительства и эксплукткции ВИЭ, имеется большой опыт использования ВИЭ в прошлом.
Что мешает распространению ВИЭ в России? Кроме инертности– недостаточная на настоящий момент (при современных ценах на производство и транспорт энергии) экономическая эффективность. Преодолевать эту проблему в странах с развивающейся энергетикой на ВИЭ позволяет, как уже указывалось, местное законодательство.
В России, как представляется, основным препятствием для широкого внедрения возобновляемой энергетики является отсутствие законодательной поддержки. В стране до сих пор нет закона о государственной политике в сфере развития ВИЭ, стимулирующего разработку и использование нового оборудования и технологий.
Одной из важнейших задач Совета по ВИЭ является участие в подготовке и рецензировании законодательства в этой области.
Другой важный вклад, который может внести Совет - это способствовать организации и проведению НИОКР с целью созданию конкурентоспособного отечественного оборудования для установок по использованию ВИЭ.
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ:
СОСТОЯЛИСЬ ЗАСЕДАНИЯ:
13 мая 2011 года, СПбГПУ
СЛУШАЛИ:
Я.И.Бляшко, Генеральный директор ЗАО «МНТО ИНСЭТ»
«Научно-технические проблемы при создании объектов малой гидроэнергетики»
31 октября 2012 года, СПбГПУ
Профессор Э.И.Богуславский (Национальный государственный минерально-сырьевой университет «Горный» (НГМСУ «Горный»):
«Перспективы освоения геотермальных ресурсов России».
- 4092 просмотра
Научные советы
- Физико-математические науки
- Нанотехнологии
- Энергетика
- Материаловедение, механика, прочность
- Информатика, управление, телекоммуникации
- Экология и природные ресурсы
- ER55
- “ESTRUSEEL” ER80
- Научно-образовательный проект "Наука-школе"
- Экология в современном мире
- Генетическая токсикология. Что это такое?
- Геоэкология как новое междисциплинарное направление на стыке географии и экологии
- Адаптивные реакции организма в меняющейся среде
- Биологическое разнообразие и проблемы его сохранения
- О том, как влияют ГМО на видовое разнообразие
- Птицы ООПТ Финского залива
- Охрана природы как культурной ценности
- ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
- Хопёрский заповедник
- Изучение микобиоты Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника (Тверская область)
- Мохообразные трех особо охраняемых природных территорий Петродворцового района г.Санкт-Петербурга
- Новости
- Конференции
- Малоизученные проблемы
- TOPCONS
- Издания и аналитические работы
- Анализ выполнения раздела «Экология» стратегического плана Санкт-Петербурга
- Научная экологическая конференция школьников и студентов
- Некоторые аспекты экологических проблем: причины и следствия
- О возможности рационального использования воды,очищенной на станциях аэрации Санкт-Петербурга
- О роли научных конференций в становлении молодых ученых
- Роль гидросферы в процессах естественной самоочистки объектов природной среды
- Экологическая безопасность Северо-Западного региона
- Историческая справка
- Острые проблемы
- М.Г. Огурцов, «Современное потепление в контексте палеоданных о глобальной температуре Земли за последние 1000 лет»
- Рациональное использование природных ресурсов восточной части Финского залива
- С.В. Авакян, «Солнечно-земные связи, погода и современное изменение климата»
- С.В. Авакян, «Сравнение энергетики антропогенных и природных источников современного глобального потепления»
- С.В. Авакян, «Перспективы работы комиссии по физическим проблемам изменения климата»
- Статья А.В. Мещерской
- Отчет о деятельности
- За 2003 год
- Решения и постановления
- Постановление по вопросу «Молекулярная генетика как фактор экологизации земледелия»
- Постановление по вопросу «О перспективах охраны Ладожского озера»
- Постановление по вопросу «Оценка техногенного воздействия на планету Земля в реальном масштабе времени»
- Рекомендации семинара «Индикаторы устойчивого развития для Санкт-Петербурга»
- Рекомендации конференции «Основные направления деятельности Администрации Петербурга по вопросам охраны окружающей среды..»
- Решение семинара «Проблемы охраны водной системы Ладога-Нева-Финский залив от биологического загрязнения»
- Решения и постановления
- За 2005 год
- За последние годы
- За 2003 год
- Председатель и бюро Совета
- Проект «Наука — школе», часть 1
- Разработки научно-исследовательских институтов
- Структура совета
- Функциональные связи и деятельность Совета
- Экспертный опрос
- Биология и медицина
- Бюро совета и состав научного совета
- Историческая справка
- Основные направления деятельности
- Семинары и конференции
- Специализированные научные советы
- Научный совет «Приборы для медико-биологических исследований»
- Научный совет по проблемам генетики и биотехнологии
- Научный совет по проблемам молекулярной и клеточной биологии
- Научный совет по проблемам общей биологии
- Научный совет по проблемам физиологии
- Научный совет по фундаментальным проблемам клинической медицины
- Междисциплинарные проблемы транспортных систем
- Развитие агропромышленного комплекса
- Общественные и гуманитарные науки
- Химические науки
- Науки о Земле