Основные виды альтернативной энергетики в России, их преимущества и недостатки.

Основными видами альтернативной энергетики в России являются: солнечная (гелиоэнергетика), ветровая, гидроэнергетика, геотермальная энергетика и биотопливо.

Солнечная энергетика -направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде.

Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и является «экологически чистой», то есть не производящей вредных отходов во время активной фазы использования. Солнце является основным источником всех видов энергии, которые человек имеет в своем распоряжении. Этот резервуар неисчерпаем.

Солнечные батареи массово применяются во многих отраслях за счет своей многофункциональности и простоты.

Используется солнечная энергия и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок в России  – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.

Преимущества солнечной энергии:

· возобновляемость;

· обильность;

· доступность;

· экологическая чистота;

· бесшумность;

· экономичность.

Недостатки солнечных источников энергии:

· высокая стоимость;

· непостоянство;

· высокая стоимость аккумулирования энергии;

· применение дорогостоящих и редких компонентов;

· малая плотность мощности.

Ветроэнергетика – один из самых перспективных способов получения энергии. Этот источник не только экологически чистый (ветровые генераторы в процессе эксплуатации не потребляют ископаемого топлива), но и возобновляемый. Затраты на получение энергии от ветра сводятся главным образом к установке необходимого оборудования. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Ветроваявозобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».

Ветроэнергетика России имеет самый большой в мире ветропотенциал, ресурсы ее ветровой энергии определены в 10,7 ГВт. На сегодня в России насчитывается около 13 МВт установленной мощности (0,1% всей вырабатываемой в стране энергии). Самые крупные ветровые электростанции представлены в таблице 1.

Таблица 1.

 №

        Название ВЭС

Мощность МВт

1.

Калининградская ВЭС

210 МВт

2.

Кольская ВЭС

201 МВт

3.

Адыгейская ВЭС

150 МВт

4.

Мерченковская ВЭС

120 МВт

5.

Гуковская ВЭС

120 МВт

6.

Казачья  ВЭС

100 МВт

7.

Каменская ВЭС

100 МВт

 

В Краснодарском крае планируется строительство ВЭС. Ейская ВЭС — проект сети ветровых электростанций в Ейском районе Краснодарского края. Проект предусматривает строительство трёх ВЭС суммарной установленной мощностью 72 МВт.

Преимущества ВЭС:

· полное отсутствие загрязнения окружающей среды;

· ветровая энергия изобильна, чиста, безопасна и надежна в качестве ресурса для производства электроэнергии;

· цена производства электричества на ветровых станциях постоянно снижается;

· ветроэнергетика производит электроэнергию гораздо ближе к потребителю, что снижает ее потери и стоимость строительства линий электропередач.

Недостатки ВЭС:

· распространение ветрогенераторов может затруднить прием телепередач и создавать мощные звуковые колебания;

· ветер дует почти всегда неравномерно, поэтому и генератор будет работать неравномерно, отдавая то большую, то меньшую мощность;

· возможные изменения в ландшафте;

· энергия ветра не сможет сама по себе удовлетворить потребности в электричестве города, региона или государства целиком

Геотермальная энергетика – это производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счет энергии, содержащейся в недрах Земли. За счёт обилия вулканов этот вид энергетики в пределах России распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курильских островах, в Ставропольском и Краснодарском крае.

Преимущества геотермальной энергетики:

· геотермальную энергию можно использовать в виде геотермальной воды или смеси воды и пара (в зависимости от температуры) для нужд горячего водо- и теплоснабжения, а также для выработки электроэнергии;

· не требуется поставки топлива из внешних источников;

· обычная геотермальная станция, расположенная на берегу моря или океана, может применяться и для опреснения воды, которую можно затем использовать для питья или ирригации (орошение);

· данный вид энергии практически неиссякаем и имеет полную независимость от условий окружающей среды, времени суток и года;

· использование этой энергии позволяет обеспечить тепло- и электроснабжения населения в тех зонах нашей планеты, где централизованное энергоснабжение отсутствует или обходится слишком дорого (например, в России на Камчатке);

· геотермальная энергетика гарантирует практически полную безопасность для окружающей среды.

Недостатки геотермальной энергетики:

· требуется определенное местоположение для бурения скважин;

· несмотря на почти полную экологическую безопасность, высока вероятность минерализации термальных вод большинства месторождений и наличия в воде токсичных соединений и металлов;

· для практического использования теплоты геотермальных вод необходимы значительные капитальные затраты на бурение скважин, обратную закачку отработанной геотермальной воды и на создание коррозийно-стойкого теплотехнического оборудования;

· иногда действующая геотермальная электростанция может остановиться в результате естественных изменений в земной коре. Кроме того, причиной ее остановки может стать плохой выбор места или чрезмерная закачка воды в породу через нагнетательную скважину.

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений:

· Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.

· Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).

· Третье поколение – биотопливо из водорослей.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.

Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет (топливных гранул) на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

Преимущества энергии биомассы:

· биомасса – один из самых обильных источников энергии. Сотни миллионов запасов создано только природой, но также много тонн образуется в результате деятельности человека;

· при ответственной переработке биомассы в энергию двуокись углерода (СO2) не загрязняет атмосферу, поскольку новые растения в процессе роста поглощают всю двуокись углерода, выделяющуюся во время сжигания топлива;

· по сравнению с природным топливом, данная энергия намного дешевле в использовании;

· крупные электростанции на биотопливе способны работать беспрерывно, в отличие от солнечных и ветряных электростанций, которые зависят от ветра и солнца соответственно.

Недостатки использования энергии биомассы:

· сжигание биомассы все же приводит к выбросу некоторого количества различных (в зависимости от типа используемой биомассы) загрязняющих атмосферу веществ. Наиболее распространены окислы азота (NO). При прямом сжигании древесины может выделяться значительное количество окислов углерода и пыли (дисперсных частиц);

· бесконтрольная заготовка топлива из биомассы для электростанций наносит вред природе;

· на данный момент производство биогаза выгодно и доступнов сельских местностях и на фермах, причем преимущественно в развитых странах, но с улучшением инфраструктуры эту проблема решаема;

· при некоторых технологиях отдельные виды топлива, получаемого из биомассы, могут потребовать для своего производства больше энергии, чем смогут дать.

Таким образом,  абсолютное использование альтернативных источников энергии на данный момент в России пока невозможно, так как перед традиционными источниками они имеют как ряд преимуществ (относительная доступность, большая экологичность, низкая себестоимость полученной энергии), так и недостатков (большие траты на этапе строительства и обслуживание (оборудование и расходные материалы дорогие), зависимость от внешних факторов окружающей среды, низкий КПД и маленькая мощность установок (кроме ГЭС)).