Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии

В качестве возобновляемых и нетрадиционных источников энергии с учетом климатических, географических и метеорологических условий республики рассматриваются гидроресурсы, ветровая и солнечная энергия, биогаз, коммунальные отходы, фитомасса, отходы растениеводства, топливный этанол и биодизельное топливо, геотермальные ресурсы.

Хотя эти источники могут в совокупности обеспечивать лишь небольшое замещение потребляемого в настоящее время топлива, их широкое применение в ближайшее время в республике очень важно по нескольким причинам. Во-первых, работа по их использованию будет способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые впоследствии могут стать предметом экспорта, во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми, в-третьих, их применение само по себе обеспечивает воспитание людей к переходу от расточительной к рациональной экономике.

Гидроэнергетические ресурсы. Потенциальная мощность всех водотоков Беларуси составляет 850 МВт, в том числе технически доступная – 520 МВт, экономически целесообразная – 250 МВт.

Основными направлениями развития малой гидроэнергетики являются сооружение новых, реконструкция и восстановление существующих ГЭС.

Особого рассмотрения требуют вопросы сооружения каскадов ГЭС на реках Сож, Днепр, Припять, так как возможные масштабы затопления прилегающих территорий ограничены зоной загрязнения радионуклидами.

Единичная мощность гидроагрегатов будет находиться в диапазоне от 50 до 5000 кВт, при этом предпочтение будет отдаваться быстроремонтируемым гидроагрегатам капсульного типа. При мощностях гидроагрегатов от 50 до 150 кВт в качестве гидрогенераторов возможно широкое использование асинхронных генераторов, как более простых и надежных в эксплуатации. Потенциал строительства ГЭС на Днепро-Бугском канале составляет порядка 1000 кВт электрической мощности.

Турбодетандерные установки. В связи с высоким развитием газификации Республики Беларусь и сохранением достаточно больших объемов потребления природного газа имеется практически неиспользуемый в настоящее время потенциал энергии, получаемый за счет снижения давления природного газа от высокого до низкого. Ориентировочно он оценивается в пределах 60 МВт. Для его использования необходимо строительство турбодетандерных установок на ряде газораспределительных станций республики, а также на газораспределительных пунктах крупных потребителей природного газа. В 2009 году ОАО «Белтрансгаз» планируется установка турбодетандера на ГРС-3 г. Могилева мощностью 3–4 МВт.

Ветроэнергетический потенциал. На территории республики выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом более 1600 МВт. В 2006 году суммарная установленная мощность ветроэнергетических установок составила 0,9 МВт, объем замещения – 0,33 тыс. т.у.т.

Имеющиеся до недавнего времени разработки, позволяющие преобразовывать энергию ветра в электроэнергию с помощью традиционных лопастных ветроэнергетических установок, в условиях Беларуси малоэффективны. Однако современные технические решения позволяют создавать ветроэнергетические установки с пусковой скоростью ветра от 3 м/сек и номинальной скоростью эксплуатации 7–8 м/сек. Тенденция к удорожанию импортируемого природного газа повлечет за собой увеличение стоимости и электроэнергии, что существенно повысит экономическую целесообразность применения даже существующих технологий использования ветра.

Прогнозируемые годовые объемы использования ветроэнергетического потенциала для производства электрической энергии в республике к 2010 году оцениваются в 7,34 млн. кВт·ч (2,05 тыс. т.у.т.) при общей установленной мощности 4,1 МВт, а к 2012 году – 9,31 млн. кВт·ч (2,61 тыс. т.у.т) при общей установленной мощности 5,2 МВт. Указанные объемы требуют ежегодной корректировки с учетом текущей стоимости энергоресурсов.

Биогаз. Результаты испытаний биогазовых установок для производства биогаза из отходов животноводческих комплексов подтвердили требование комплексной оценки их эффективности, так как их использование только для получения биогаза экономически невыгодно в сравнении с другими видами топлива. Однако общий эффект от получения попутных продуктов – удобрений и улучшение экологической обстановки вокруг ферм делает развитие их внедрения целесообразным.

В 2007 году планируется ввод в эксплуатацию трех пилотных проектов биогазовых установок общей мощностью 1,1 МВт.

Потенциально возможное получение товарного биогаза от всех источников оценивается в 160 тыс. т.у.т. в год.

Солнечная энергия. По метеорологическим данным в Республике Беларусь в среднем 150 дней в году пасмурных, 185 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 243 кал на 1 кв. см в сутки, что эквивалентно 2,8 кВт·ч на кв. м в сутки, а с учетом коэффициента полезного действия преобразования 12 процентов – 0,3 кВт·ч на кв. м в сутки. Однако зарубежный опыт показывает, что удельные капиталовложения в гелиоустановки и себестоимость получаемой электроэнергии многократно превышают ее производство на других источниках. Технический прогресс в этой области, естественно, будет способствовать снижению затрат, однако для условий Беларуси в прогнозируемый период составляющая производства электроэнергии с помощью солнечной энергии будет практически не ощутима.

Основными направлениями использования энергии солнца будут гелиоводонагреватели и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве и других бытовых целей.

При благоприятных экономических и производственных условиях можно рассчитывать, что за счет использования солнечной энергии в прогнозируемый период возможно замещение около 5 тыс. т.у.т. в год органического топлива.

Коммунальные отходы – получение искусственного газа путем активной и пассивной газификации. Потенциальная энергия, заключенная в коммунальных отходах, образующихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс. т.у.т. При их биопереработке в целях получения газа эффективность составит не более 20–25 процентов, что эквивалентно 100–120 тыс. т.у.т. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы таких отходов, которые имеются во всех крупных городах и создают проблемы их складирования. Только по областным городам ежегодная переработка коммунальных отходов в газ позволила бы получить биогаза около 50 тыс. т.у.т., а по г. Минску – до 30 тыс. т.у.т. Эффективность данного направления следует оценивать не только по выходу биогаза, но и по экологической составляющей, которая при такой проблеме будет основной. Существующие в республике полигоны проектировались и были построены без учета использования биогаза, поэтому недостаточная изученность ситуации не позволяет рассчитывать на освоение этого вида энергии на ближайшие 10–15 лет.

Поскольку технология сжигания неотсортированных коммунальных отходов для республики не приемлема по экологическим и экономическим соображениям, на период до 2011 года планируется реализация пилотных проектов по внедрению технологий пиролиза высококалорийной части отходов с получением синтез-газа, а также технологий получения биогаза из низкокалорийной органической части отходов и остатков сточных вод.

Фитомасса. В качестве сырья для получения жидкого и газообразного топлива можно применять периодически возобновляемый источник энергии – фитомассу быстрорастущих растений и деревьев. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций возможен сбор масс растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 4 т.у.т. В настоящее время определяется целесообразность использования для получения сырья площадей выработанных торфяных месторождений.

В настоящее время реализуется программа по разработке технологии выращивания быстрорастущих пород растений на выработанных торфяных площадях. Реализация данной программы рассчитана на период до 2008 года.

Отходы растениеводства. Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением энергосбережения. Практический опыт их применения в качестве энергоносителя накоплен в Бельгии и Скандинавских странах, а в нашей республике опыт массового применения отсутствует. Общий потенциал отходов растениеводства оценивается до 1,46 млн. т.у.т. в год. Решения о целесообразных объемах их сжигания для топливных целей следует принимать сопоставляя конкретные нужды хозяйств в индивидуальном порядке. К концу прогнозируемого периода объем использования отходов растениеводства оценивается на уровне 20–30 тыс. т.у.т.

Топливный этанол и биодизельное топливо. Концерном «Белнефтехим» в связи с необходимостью повышения уровня экологической и энергетической безопасности Республики Беларусь, уменьшения зависимости национальной экономики от импорта нефти, обеспечения транспорта конкурентоспособным дизельным биотопливом на основе возобновляемого растительного сырья разработан проект Государственной программы по обеспечению производства дизельного биотоплива в Республике Беларусь.

Реализация мероприятий, обеспечивающих достижение целей и решение задач данной программы, должна осуществляться в 2007–2010 годах. Выполнение этой программы в полном объеме будет способствовать решению проблем снабжения энергоресурсами экономики страны за счет собственного возобновляемого источника: ежегодно будет производиться не менее 100 тыс. тонн дизельного биотоплива (FAME) и 2 млн. тонн смесевого дизельного биотоплива, что позволит уменьшить объемы переработки нефти для нужд республики примерно на 300 тыс. тонн в год и сэкономить для республики около 100 млн. долларов США.

В 2007 году планируется произвести 1 тыс. тн FAME и 20 тыс. тн смесевого дизельного биотоплива, в 2008 – не менее 2 тыс. тн FAME и 40 тыс. т смесевого дизельного биотоплива, в 2009 – не менее 40 тыс. тн и 800 тыс. т, в 2010 году – не менее 100 тыс. т и 2000 тыс. т соответственно при гарантированных объемах сырьевых ресурсов (не менее 100 тыс. т рапсового масла).