Альтернативные виды энергии в беларуси. Белорусская альтернативная энергетика: с квотами на ветер и солнце. Гидроэнергетика в Беларусии

Проблема получения энергии очень актуальна, и ее пытаются так или иначе решить во всем мире. Особенно остро такая проблема стоит в странах, где отсутствуют месторождения нефти или газа. Так, активно разрабатываются альтернативные источники энергии в Беларуси, поскольку страна не хочет зависеть от иностранных поставщиков.

Традиции и инновации

Человечеству требуется все больше энергии с каждым годом, между тем, традиционные энергоресурсы не бесконечны. Кроме того, они зачастую могут быть опасны – ни одна электростанция не может быть застрахована от аварий полностью. С экологической точки зрения тоже не все благополучно: многие традиционные источники энергии приводят к загрязнению атмосферы, воды или почвы, а, следовательно, к вымиранию животных и исчезновению растений.

Единственный выход в такой ситуации ученые видят в том, чтобы использовать альтернативные источники энергии: виды их разнообразны, но все такого рода источники считаются более безопасными и экологичными, чем традиционные. Можно использовать энергию ветра, солнца, И, например, биологического газа, который вырабатывается естественным путем из отходов биологического происхождения.

Недостатки

Многие полагают, что альтернативные источники энергии со временем полностью заменят традиционные. Однако вряд ли это произойдет скоро. Дело в том, что такие возобновляемые биоресурсы имеют ряд недостатков, справляться с которыми ученые еще не научились. Главная проблема – низкий КПД установок, вырабатывающих энергию. Пока они не могут сравниться с традиционными электростанциями. Это основная проблема, связанная с источниками альтернативной энергии, и требующая решения. Над ней работают сегодня ученые во всем мире, в том числе и в Беларуси.

Часто исследователи идут по самому простому пути и для увеличения мощности нетрадиционных электростанций увеличивают их размеры. Соответственно, возрастает и цена установок, а кроме того, они могут занимать полезную площадь.

Сегодня строительство солнечной электростанции – весьма недешевое мероприятие, требующее серьезных вложений. А окупится такая станция нескоро, особенно в странах, где далеко не все дни в году можно назвать солнечными. Таким образом, строительство подобных станций в Беларуси требует серьезных инвестиций без надежды на быструю окупаемость.

Еще одна проблема нетрадиционных источников энергии – непостоянство работы. Когда светит солнце или дует ветер, энергия вырабатывается, но стоит светилу зайти за тучку, а ветру уняться, производство энергии прекращается. И в такой ситуации актуальной становится задача аккумулирования и сохранения энергии. Новости часто бывают связаны не столько с получением энергии как таковым, сколько с ее эффективным накоплением.

Специфика Беларуси

С одной стороны, Беларусь испытывает острую нужду в альтернативных источниках энергии, что стимулирует работу по поиску таких источников. С другой стороны, есть определенные сложности с реализацией таких планов. Например, солнечных дней, когда на небе нет ни облачка, за год в Беларуси набирается всего лишь 30-35. В то же время другие страны с похожим климатом не спешат отказываться от получения солнечной энергии, а значит, у Беларуси тоже есть все шансы. Сегодня в стране действует несколько солнечных электростанций, и государство их поддерживает. В то же время эксперты опасаются, что увеличение таких станций приведет к увеличению стоимости тока в домах.

Что касается ветроэнергетики, то это направление в стране развивается сравнительно медленно. Средняя окупаемость станций составляет от шести до восьми лет, но установок пока слишком мало, чтобы можно было делать какие-то выводы о целесообразности их использования.

Несколько более перспективными считаются биогазовые установки, но их пока в Беларуси тоже немного. Для работы таким станциям нужны отходы, которые больше ни на что не годятся – это могут быть остатки растений и древесины или животноводческие отходы. Таким образом, биогазовые установки не требуют каких-то дополнительных расходов для производства энергии, к тому же эффективно решают проблему утилизации отходов. Работа таких станций не зависит от погодных условий, что также делает их очень привлекательными для условий Беларуси. Высокий потенциал подобных установок со временем наверняка будет оценен инвесторами.

Сложности

Для развития нетрадиционной энергетики в Беларуси созданы хорошие условия. Не в последнюю очередь это делается и для того чтобы привлечь инвесторов из-за рубежа. Производить энергию экологически чистыми и безопасными методами выгодно, однако это требует существенных первоначальных вложений, а срок окупаемости установок зависит от самых разных факторов, в том числе и от таких, которые не поддаются коррекции. Конечно, маловероятно, что в стране изменится климат, но каждый недостаточно солнечный день – это убытки для владельцев солнечной электростанции. Такие нюансы часто охлаждают пыл инвесторов, желающих вложить средства в развитие альтернативной энергетики.

Есть и другие сложности. Хотя законы поддерживают инвесторов, отсутствие подзаконных актов грозит тем, что толкуются эти законы очень по-разному, в зависимости от настроений того или иного конкретного чиновника.

Недостаточная ясность законов приводит к тому, что инвесторы чувствуют себя не очень уверенно, и в результате лишь самые смелые решаются вкладывать свои деньги в подобные проекты.

И все же специалисты единодушно полагают, что у альтернативной энергетики в стране большое будущее. Рано или поздно весь мир откажется от традиционных методов производства энергии в пользу безопасных, экологически чистых и выгодных. И хотя для этого придется еще немало потрудиться, успехи в данной области очевидны. У Беларуси есть пример западных стран, где при любой возможности стараются заменить использование невозобновляемых ресурсов бесплатной и безопасной энергией от солнца или ветра.

Получение энергии из возобновляемых источников – довольно молодое направление в нашей стране. Однако оно уже успело доказать свою . Тем не менее, будущее отечественной альтернативной энергетики туманно: после ввода в эксплуатацию Белорусской АЭС наша страна начнет производить намного больше электроэнергии, чем способна потреблять.

В своем выступлении, которое открыло пресс-конференцию, посвященную использованию ВИЭ, заместитель министра энергетики РБ Ольга Прудникова дала понять, что на государственном уровне отдают себе отчет в том, что проблема существует и ее придется как-то решать. Сегодня энергопотребление в Беларуси растет не теми темпами, которые прогнозировались при принятии решения о строительстве Белорусской АЭС. По оценкам специалистов, к 2020 году оно должно было выйти на уровень 47 млрд кВт⋅ч. В таком случае и атомная станция, и ВИЭ могли бы гармонично вписаться в общую картину энергопотребления. Сегодня оно находится на уровне 36,8 млрд. Чтобы увеличить этот показатель, было решено массово внедрять мощные электрокотлы, которые будут использоваться для получения тепловой энергии. Однако Ольга Прудникова признала, что этого будет недостаточно.

Другой проблемой, которой она уделила внимание в своем выступлении, стали тарифы на покупку электроэнергии, произведенной с использованием возобновляемых источников. Сегодня средняя цена, которую платит государство, приближается к 22 центам за кВт⋅ч. При этом ее себестоимость составляет от 2 до 4 центов. При использовании традиционных видов топлива данный показатель достигает 5 центов.

В итоге разницу покрывают потребители. Ольга Прудникова полагает, что с учетом совершенствования технологий, которые позволили снизить себестоимость получаемой энергии, имеет смысл снизить и закупочную цену. Это позволило бы обеспечить равные условия для конкуренции на рынке электроэнергии, который планируется создать на территории Беларуси уже в ближайшем будущем. Это мнение поддержал начальник отдела регулирования воздействий на атмосферный воздух и озоновый слой Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ Андрей Пилипчук. По его словам, необходимость в субсидиях отпала, поскольку себестоимость энергии, получаемой из возобновляемых источников, стала заметно ниже. В связи с этим закупочная цена на уровне 7,9-8,9 центов за кВт⋅ч была справедливой для всех участников рынка. Андрей Пилипчук также отметил, что альтернативная энергетика дает Беларуси ежегодно 700 млн кВт⋅ч. Согласно Концепции энергетической безопасности, к 2035 году эта цифра должна возрасти до 2,7 млрд кВт⋅ч. Чтобы такое стало возможным, необходимо постепенно замещать с помощью ВИЭ высокоуглеродные виды топлива (уголь, мазут и торф), чья доля в энергетическом балансе нашей страны на сегодняшний день составляет порядка 1,5 млрд кВт⋅ч. Это в том числе позволило бы выполнить обязательства, взятые нашей страной в рамках Парижского соглашения: сбалансировать выбросы и поглощение парниковых газов (55% от их общего объема дает именно энергетическая отрасль)

Идеальное соотношение между источниками электроэнергии, рассчитанное международными экспертами, выглядит следующим образом: 25% должны давать атомные станции, 25% – природный газ, 25% – ­переработка отходов и 25% – возобновляемые источники. Страны, которые достигнут этого баланса, обеспечат свою энергетическую безопасность. Андрей Пилипучк отметил, что в этом плане нам есть над чем работать. Так, доля ВИЭ и отходов составляет примерно по одному проценту. 95% приходятся именно на природный газ, который является дорогостоящим импортным топливом.

В своем выступлении заместитель директора Департамента по энергоэффективности Владимир Комашко много внимания уделил использованию древесной биомассы в качестве возобновляемого источника энергии. Природные условия и традиции Беларуси говорят о том, что данный вид топлива является очень перспективным. В продолжение этой темы Владимир Комашко призвал развивать энергетическую систему, исходя из реалий, которые сложились в той или иной стране, а не перенимать слепо опыт других стран, каким бы успешным он ни казался на первый взгляд.

По поводу системы квот, существующих в области альтернативной энергетики, он заметил, что данная мера используется для регулирования не столько энергетики как таковой, сколько бизнеса. Производители электроэнергии из возобновляемых источников рассматривают ее как товар, который необходимо выгодно продать. Государство со своей стороны решает, нужен ему этот товар или нет.

На общем оптимистичном фоне пресс-конференции выделилось выступление Владимира Нистюка, которые является исполнительным директором ассоциации «Возобновляемая энергетика». Он в первую очередь посетовал на то, что государственные органы недостаточно привлекают специалистов к разработке нормативно-правовой базы в этой области. По мнению Владимира Нистюка, каждые два года менять правила игры в такой сложной области, как энергетика, – значит нанести большой ущерб инвестиционному климату.

Он также привел в качестве примера существующих проблем ситуацию, когда компания «Белоруснефть» (государственное предприятие, которое не входит в состав объединения «Белэнерго») получает возможность построить солнечную электростанцию мощностью 50 мВт и продавать электроэнергию со льготными коэффициентами.

После окончания пресс-конференции осталось впечатление, что альтернативную энергетику в Беларуси ожидают большие перемены, но даже те, кто является их инициатором, пока не знают, как именно будет развиваться эта отрасль.

В настоящее время удовлетворение потребностей в топливно-энергетических ресурсах нашей страны, обеспечение рациональной структуры топливно-энергетического баланса страны, поиск дополнительных источников энергии стали важнейшими задачами, стоящими перед энергетиками республики. Вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии является основной частью энергосбережения. Развитие и использование собственных возобновляемых источников энергии является ключевым элементом повышения энергетической безопасности и энергосбережения.

Гидроэнергетика. Важнейшую роль в обеспечении потребностей республики в энергоресурсах может сыграть малая гидроэнергетика. Основной гидроэнергетический потенциал Беларуси сосредоточен на трех реках: Западной Двине, Немане и Днепре. В ближайшие годы запланировано сооружение ряда малых ГЭС на притоках основных рек, а также на тепловых электростанциях с использованием энергетического потенциала охлаждающей воды.

В развитии малой гидроэнергетики преобладает сооружение новых, реконструкция и восстановление существующих ГЭС. Мощность построенных гидроагрегатов будет находиться в диапазоне от 50 до 5000 кВт, при этом предпочтение будет отдаваться быстромонтируемым гидроагрегатам капсульного типа. Как правило, все восстанавливаемые и вновь сооружаемые ГЭС должны работать параллельно с существующей энергосистемой.

Гидроэлектростанции включают в себя: водохранилище, подводящий водопровод, регулятор расхода воды, гидротурбину, электрораспределительную систему. Водохранилище, как источник потенциальной энергии, создают с помощью плотины,
которая обеспечивает стабильный расход воды через турбину. Для микро-ГЭС водохранилища не создаются, а располагаются они в стороне от основного русла реки и соединяются с ним подводящим и отводящим каналами. Опыт использования ГЭС в Беларуси насчитывает более 50 лет, еще в начале 60-х годов XX в. в республике действовало примерно 180 ГЭС мощностью 21 МВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 88 млн. кВт-ч. В 1988 г. еще работали свыше 170 ГЭС, в том числе 5 малых ГЭС суммарной мощностью 3,5 тыс. кВт и годовой выработкой 16,5 млн. кВт-ч электроэнергии. Для притоков первого и второго порядка бассейнов рек Западная Двина, Неман, Вилия, Днепр, Припять и Западный Буг проведена оценка эффективности строительства новых малых ГЭС.

В перспективе на этих реках может быть установлено около 50 малых ГЭС суммарной мощностью 50 тыс. кВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 160 млн. кВт-ч. На прудах и малых водохранилищах, напор на которых обычно составляет 2-5 м, применяются гидроагрегаты малой мощности. Такие микро-ГЭС мощностью 10-50 кВт могут устанавливаться на существующих гидротехнических сооружениях водоемов мелиоративных и водохозяйственных систем.

По ориентировочной оценке общая мощность микро-ГЭС на водохозяйственных системах республики может составить до 1 МВт. Однако, развитие большой энергетики и курс на индустриализацию Беларуси привел к консервации и прекращению эксплуатации многих действующих ГЭС. На конец 2005 г. в энергосистеме Беларуси эксплуатировалось 15 малых ГЭС общей мощностью 20 МВт со среднегодовой выработкой электроэнергии 53 млн. кВт-ч. что составляет 0,1% от общего потребления электроэнергии в стране. В Беларуси функционируют построенные в 50-е годы XX в. Чигиринская и Осиповичская ГЭС с общей мощностью 3,7 МВт и сеть ГЭС, восстановленных в 1992-94 гг., общей мощностью около 2 МВт, что обеспечивает среднегодовую выработку электроэнергии около 20 млн кВт ч, т. е. всего 1 % от возможного использования гидроэнергетического потенциала республики. Недавно введено еще несколько мини-ГЭС (Вилейская, Солигорская, в поселке Новоельня). Суммарная установленная мощность малых гидроэлектростанций на реках бассейнов Немана и Припяти оценивается в 93 тыс. кВт, а выработка электроэнергии может составить 390 млн кВт. ч., что обеспечит получение экономии 140 тыс. т условного топлива на тепловых электростанциях. Мировой уровень стоимости 1 кВт установленной мощности для микро-ГЭС составляет 2000-2500 долларов.

Строительство новых крупных ГЭС технически целесообразно и экономически оправдано на водохранилищах (объемом более 1 млн м³), где имеется возможность использования готового напорного фронта и существующих гидротехнических сооружений. Как показал анализ, общая установленная мощность таких ГЭС на 17 крупных водохранилищах республики неэнергетического назначения составит около 6 МВт, что обеспечит выработку электроэнергии порядка 21 млн кВтч в год.

Наиболее значительный объем электроэнергии может быть получен при строительстве каскада ГЭС на реках Западная Двина (Витебская, Полоцкая, Верхнедвинская) и Неман (Гродненская). Эти гидроэлектростанции при относительно небольшом затоплении пойменной территории позволят получить до 800 млн кВтч в год электроэнергии, при установленной мощности около 240 МВт.

Малая гидроэнергетика является экологически чистой альтернативой ископаемому топливу при производстве электроэнергии и может с успехом применяться для обеспечения нужд народного хозяйства республики.

Ветроэнергетика. Республика Беларусь располагает значительными ветроэнергетическими ресурсами и при среднегодовой скорости ветра, равной 4,3 м/с, удовлетворяет мировым требованиям коммерческой целесообразности внедрения ветротехники.

В нашей стране работы по оценке ветроэнергетического потенциала выполнены Госкомитетом по гидрометеорологии совместно с НПГП Ветромаш и РУН «Белэнергосетьпроект». Исследованиями по 244 контрольным точкам, включая 54 метеостанции, 190 контрольным пунктам на территории Республики Беларусь ветроэнергетический потенциал Беларуси оценен в 220 млрд. кВт ч. Определен ветроэнергетический ресурс по областям и каждому району. На территории Республики Беларусь выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 6,5 млрд. кВт ч.

По причине небольших среднегодовых скоростей ветра в настоящее время перспективным следует считать использование автономных ветроэнергетических и ветронасосных установок малой мощности, в основном в сельскохозяйственном секторе. Должны найти применение ВЭУ в диапазоне 100-150 кВт, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации в странах со сходными с Беларусью условиями. При выборе конкретных образцов ВЭУ необходимо дополнительно учитывать абсолютную высоту местности, высоту возвышения площадок и их открытость, удаленность предполагаемого места размещения ВЭУ от потребителя.

Республика Беларусь может покрыть до 50 % потребности в энергии, использовав только 10 % пригодной под ветроэнергетику территории. На этой территории выявлено, как уже упоминалось, 1840 площадок, на которых могут быть размещены ВЭУ, широко используемые в мировой ветроэнергетике. Выявленные площадки - это в основном гряды холмов высотой от 20 до 80 м, где фоновая скорость ветра может достичь 5-8 м/с и на каждой из них можно разместить от 3 до 20 ВЭУ.

Сроки окупаемости ветротехники сопоставимы с окупаемостью малых гидростанций, парогазовых и газомазутных электростанций и значительно ниже угольных, атомных и дизельных. По завершению срока окупаемости эксплуатационные затраты ВЭУ неизмеримо ниже электростанций, работающих на источниках жидкого, газообразного, твердого и ядерного топлива, так как не нуждаются в поставках ископаемых источников энергии.

Наиболее эффективно использовать ветротехнику на территории возвышенных районов большей части севера и северо-запада Беларуси, центральной зоны Минской области, в пределах Витебской возвышенности. Гарантированная выработка утилизируемой энергии ветра на 7% территории составит 20,5 млрд. кВт ч. Использование же зон с повышенной активностью ветра гарантирует выработку-энергии ВЭУ до 6,5-7,5 млрд. кВт ч. с окупаемостью затрат в течение 5-7 лет.

В Беларуси имеется определенный опыт использования зарубежной ветротехники. На протяжении многих лет успешно работают ветроэнергетические установки мощностью 270 кВт и 660 кВт в п. Дружный на берегу оз. Нарочь и в г. Городок Витебской области.

Использование энергии солнца. На географической широте Республики Беларусь солнечное излучение намного меньше, чем в пустыне Сахаре: в республике в год излучается до 1200 кВт-ч на 1 м 2 . Это соответствует количеству энергии, содержащемуся в 60 литрах нефти. В целом, ежегодное солнечное излучение на всей территории Беларуси составляет такое количество энергии, которое превышает в 20 раз потребность в газе для выработки энергии.

Преимуществам солнечной энергии противопоставляется как важный недостаток малая плотность энергии. При полном солнечном излучении солнечная мощность составляет 1000 Вт на квадратный метр, однако среднегодовая составляет только 100 Вт/м 2 . Исходя из этого, гелиоустановки требуют больших площадей.

Другие площади, которые могут быть использованы - это фасады и технические постройки (мосты, шумопоглощающие стены). По метеорологическим данным, в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 185 дней с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 240 кал на 1 см 2 за сутки, что эквивалентно 2.8 кВт-ч/м 2 . Согласно многолетним наблюдениям максимально возможное количество солнечных часов в году на широте Минска составляет 4464 ч, а фактическое -1815 ч.

Солнечные термические установки . Солнечные термические установки используют для получения горячей воды и обогрева помещений. Принцип их работы относительно прост. Попадающее на коллектор солнечное излучение нагревает находящуюся в коллекторе смесь из воды и антифриза. С помощью насоса подогретая жидкость поступает в накопитель. Через теплообменник солнечное тепло от жидкости в коллекторе передается воде. Охлажденная жидкость снова поступает в коллектор. Обычный отопительный котел обеспечивает необходимое количество тепла для подогрева.воды и обогрева помещения. Годовая потребность в горячей воде семей, проживающих в Северном полушарии, может быть на 60-70 % обеспечена за счет бесплатной солнечной энергии с помощью термических установок современного поколения.

Общий потенциал солнечной энергии в Республике Беларусь оценивается в 2,7·10 6 млн. ТУТ. в год; технически возможный составляет 0,6·10 6 млн. ТУТ. в год.

В республике разработаны и подготовлены к серийному производству гелиоводонагреватели со сварными полиэтиленовыми коллекторами. Это позволяет отказаться от применения дорогостоящих и тяжелых металлических труб для солнечных коллекторов, делает их производство более технологичным.

При благоприятных экономических и производственных условиях можно рассчитывать на самое широкое использование гелиоводонагревателей в южных районах республики. Целесообразно также развивать автономные источники питания мощностью от нескольких Вт до 3-5 Вт (бытовая аппаратура, освещение, энергообеспечение жилого дома, линий связи и т. д.) и модульные фотоэлектрические установки для сельскохозяйственных потребителей мощностью 0,5 и 1 кВт на элементах нового поколения.

Возможности использования биомассы . В сельском и лесном хозяйстве издавна используется солнечная энергия в большом объеме. На больших площадях выращиваются растения, которые накапливают энергию солнечного света и, в конечном счете, запасают ее в химической форме (биомассе). Когда растения поедаются животными, то биомасса преобразуется в побочный продукт в форме навозной жижи и твердого навоза. В общей сложности в этом аспекте следует различить три вида биомассы:

Влажная биомасса (в особенности навоз, а также скошенная зеленая масса) может через ферментацию (брожение) без доступа воздуха производить биогаз, который служит для выработки электрического тока или тепловой энергии;

Сухая биомасса (дерево и солома), пригодная для сжигания и тем самым для выработки электрического тока и тепловой энергии;

Специальные энергетические растения (рапс, китайский камыш, тополя и т. д.) могут поставлять дополнительную биомассу, которую можно использовать как горючее или для производства горючего.

Основным возобновляемым источником энергии во многих странах мира является биомасса, т. е. древесно-растительная масса. В общем объеме энергоносителей биомасса занимает около 60 % в ряде стран Африки, 40 % - в азиатских странах, 30 % - в странах Латинской Америки. В США, Дании, Швеции мощность отдельных установок по переработке биомассы достигает 400 кВт.

Использование древесины в энергетике . Беларусь обладает значительными лесными ресурсами. Общая площадь лесного фонда на 1 января 2006 г. составила около 10 млн. га, запас древесины 1,34 млрд. м³. Ежегодный текущий прирост оставляет 32,37 млн.м³. Годовой объем использования дров, отходов лесопиления и деревообработки в качестве котельно-печного топлива в 2006 г. составил около 1,8 млн. ТУТ., расход древесного топлива для производства электрической и тепловой энергии стационарными электрогенерирующими установками составляет около 700 тыс. ТУТ. в год.

Использование древесины в энергетике сделало в последние годы заметный шаг вперед, как по качеству (значительно снизились выбросы вредных материалов благодаря улучшенной технологии сжигания), так и по количеству (быстрое строительство новых теплоэлектростанций на древесине).

Для производства биомассы в целях энергетического использования могут представлять интерес различные культуры, в особенности так называемые лигноцеллюлозные культуры, которые имеют в составе высокую долю энергетическо-химических соединений лигнина и целлюлозы. Сюда относятся как деревья (например, тополь, ива), так и травы (например, кормовые растения, зерновые и субтропические травы, такие как китайский тростник). Основа биомассы - органические соединения углерода, которые в процессе соединения с кислородом при сгорании выделяют тепло.

Возможности республики по использованию древесины в качестве топлива на настоящем этапе оцениваются на уровне 3,5-3,7 млн. ТУТ. в год, а потенциал в целом составляет около 6,5 млн. ТУТ. К этой категории топлива можно отнести и древесные отходы гидролизных заводов - лигнин, запасы которого составляют около 1 млн. ТУТ.

Для получения жидкого и газообразного топлива можно применять фитомассу быстрорастущих растений и деревьев. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций возможен сбор массы растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 4 ТУТ. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2-3 раза.

Наиболее целесообразно применение для получения сырья неиспользуемых земель и площадей выработанных торфяных месторождений, где отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га и может быть экологически чистым источником энергетического сырья.

Для Республики Беларусь перспективным является также использование в качеств энергоносителя рапсового масла. Перспективным представляется выращивание рапса на загрязненных после Чернобыльской катастрофы территориях, так как семена рапса не концентрируют радиацию.

Использование отходов растениеводства в качестве топлива в республике является принципиально новым направлением энергосбережения. Общий потенциал растениеводства оценивается до 1,46 млн. т у.т. в год. По экспертным оценкам, к 2012 г. за счет рапсового масла может быть получено 70-80 тыс. т у. т.

Энергия из отходов . В мировой практике получение энергии из коммунальных отходов осуществляется несколькими способами: сжиганием, активной и пассивной газификацией. Наиболее перспективна газификация, т.к. в случае прямого сжигания возникают экологические проблемы (см. детально в гл. 9).

В Республике Беларусь ежегодно накапливается около 2,4 млн. т твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и два мусороперерабатывающих завода (Минский и Могилевский).

Потенциальная энергия, заключенная в твердых бытовых отходах, образующихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс. ТУТ. При их биопереработке с целью получения газа эффективность составит 20-25 %, что эквивалентно 100-120 тыс. ТУТ. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы ТБО, которые имеются на полигонах складирования.

Только по областным городам переработка ежегодных коммунальных отходов в газ позволила бы получить биогаза около 50 тыс. ТУТ., а по г. Минску - до 30 тыс. ТУТ. Эффективность этого направления следует оценивать не только по выходу биогаза, но и по экологической составляющей, которая в данной проблеме будет основной.

Использование биогаза . В республике построено большое количество крупных животноводческих комплексов, на базе которых ежегодно образуются миллионы тонн отходов. Эти отходы практически без их предварительной обработки сбрасываются на поля как удобрения.

Однако, помимо пользы, они одновременно наносят значительный экологический ущерб. Размываясь снеговыми и ливневыми водами, навоз с полей, а также не обезвреженные воды предприятий животноводства, в особенности свиноводческих ферм, попадают в водоемы. Такие сточные воды содержат большое количество биогенных элементов, среди которых находятся фосфор и азот, способствующие массовому развитию водорослей.

Биогазовые установки используются преимущественно на сельскохозяйственных предприятиях. Навоз и фекалии домашних животных доставляются сначала в выгребную яму, в которой твердые куски (составные части) измельчаются, для того, чтобы появилась гомотенная смесь (субстрат). Эта масса на втором этапе накачивается в герметически изолированный и подогреваемый бродильный резервуар (ферментер), в котором анаэробные бактерии разлагают без доступа воздуха органические субстанции и производят биогаз.

Биоустановки используются не только из-за энергетической выгоды, они дают в итоге специальные преимущества для сельского хозяйства. Так, благодаря брожению, качество органических удобрений улучшается, и они лучше усваиваются растениями. Возрастающее значение приобретает также использование биологических отходов и домашних сточных вод, особенно жирных и содержащих масло (например, жир из фритюрницы). Внесение их в биоустановку решает не только проблему захоронения, но и ^значительно повышает тем самым производство биогаза. Биогаз, замещая традиционные виды топлива, сокращает объем их использования на существующих электростанциях и котельных и тем самым улучшает экологическую обстановку.

Принципиально новым направлением может быть использование биогазовых установок на канализационных станциях крупных населенных пунктов, что дает возможность на 60-70 % сократить собственные нужды этих станций в энергоносителях.

Оценки свидетельствуют, что годовая потребность в биогазе для обогрева жилого дома составляет около 45 м³ на 1 м 2 жилой площади.

Возможности использования в энергетических целях торфа. В последние годы в Беларуси ежегодно используется 7-11 млн. т торфа для нужд сельского хозяйства и 3,5-5 млн. т - для производства торфобрикетов, предназначенных отопления 44 тыс. коммунально-бытовых предприятий и 1,7 млн. индивидуальных домовладений. Потребности населения и коммунально-бытовых предприятий в твердом топливе удовлетворяются за счет торфа только на 30%, поэтому в Энергетической программе Республики Беларусь до 2010г. не предусмотрен возврат к его использованию в большой энергетике.

Однако неперспективность использования торфа в качестве топлива обусловлена, прежде всего, экологическими соображениями. В настоящее время более 50 % площади торфяных месторождений вовлечены в хозяйственную деятельность, что вызывает интенсивные процессы минерализации почвы, ветровой и водяной эрозии. Поэтому правительство Республики Беларусь приняло в 1991 г. решение об увеличении почти вдвое охраняемого торфяного фонда, который охватил почти 30 % торфяных месторождений.

Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что торфяные брикеты - дешевый вид топлива, можно говорить о возможности поддержания их производства. В связи с истощением запасов на действующих брикетных заводах в ближайшей перспективе ожидается снижение объема выпуска топливных брикетов. По этой причине возможно увеличение производства бытового топлива за счет добычи более дешевого кускового торфа (в 2 раза), а также за счет строительства мобильных заводов мощностью 5-10 тыс. т. Объемы добычи кускового торфа могут быть доведены до 300-400 тыс. т в ближайшие 3 года, в дальнейшем - до 800-900 тыс. т, что позволит значительно снизить напряженность в энергообеспечении населения.

Возможности использования геотермальной энергии. В глубине недр планеты Земля накоплены такие количества энергии, которые трудно представить. Температура при возрастании глубины постоянно растет, в Беларуси это приблизительно около 3 градусов на 100 м глубины.

В Республике Беларусь обнаружены две территории в Гомельской и Брестской областях с запасами геотермальных вод плотностью более 2 т у.т./км² и температурой 50 °С на глубине 1,4-1,8 км и 90-100 °С на глубине 3,8-4,2 км.

Однако, высокая минерализация, низкая производительность имеющихся скважин, их малое количество и, в целом, слабая изученность ситуации, не позволяют рассчитывать на освоение этого вида возобновляемой энергии в ближайшие 15-20 лет.

Применение тепловых насосов . Превращение низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды (воды, грунта, воздуха), а также тепловых отходов промышленных предприятий и коммунальных служб в тепловую энергию требуемого потенциала нашли широкое применение в теплонаносных установках (ТНУ).

Тепловые насосы достаточно давно и широко применяются для целей отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения в мире. Тепловой насос представляет собой устройство, позволяющее аккумулировать тепло низкопотенциальных источников тепла, использующее эффект фазового перехода жидкости в пар при низких температурах (фреоны, кипящие в диапазоне температур: -9-30°С).

Большая часть уже установленных устройств использует в качестве такой низкопотенциальной энергии воздух. Однако, растет интерес к системам, в которых тепло отбирается от грунта, грунтовых или поверхностных вод. На сегодняшний день грунтовой (геотермальный) тепловой насос (ГТН) является одной из наиболее эффективных энергосберегающих систем отопления и кондиционирования.

По существу тепловыми насосами является большинство широко распространенных холодильных машин, в том числе бытовых холодильников, так как они по тому же принципу отнимают теплоту от охлаждаемого объекта и при более высокой температуре отдают ее окружающей среде. Тепловые насосы в сравнении с холодильными машинами работают в диапазоне более высоких рабочих температур. Это, однако, не мешает использовать в тепловых насосах и холодильных машинах одни и те же элементы (компрессоры, теплообменные аппараты и т. д.), а также одни и те же или родственные рабочие вещества (с температурой кипения от - 40 °С до +10 °С при атмосферном давлении).

Областями применения тепловых насосов является жилищно-коммунальный комплекс, промышленные предприятия, сельское хозяйство и др. В мировой практике в жилищно-коммунальном комплексе ТНУ находят наибольшее применение преимущественно для отопления и горячего водоснабжения (ГВС).

Для автономного теплоснабжения коттеджей, отдельных домов (в том числе школ, больниц и т.п.), городских районов, населенных пунктов применяются преимущественно ПТН с тепловой мощностью 10-30 кВт в единице оборудования (коттеджи, отдельные дома) и до 5,0 МВт (для районов и населенных пунктов).

Источниками низкотемпературного потенциала чаще всего являются грунтовые воды, грунт, водопроводная вода, теплота канализационных стоков. На промышленных предприятиях ТНУ находят применение для утилизации теплоты водооборотных систем, теплоты вентиляционных выбросов, теплоты сбросных вод. На предприятиях, имеющих котельные, теплота от ТН используется для подогрева подпиточной воды для котлов и собственных тепловых сетей.

Многие промышленные предприятия одновременно нуждаются в искусственном холоде. Так, на заводах искусственного волокна, в основных производственных цехах используется технологическое кондиционирование воздуха (поддержание температуры и влажности).

Комбинированные теплонаносные системы «тепловой насос - холодильная машина», одновременно вырабатывающие теплоту и холод, наиболее экономичны. Особенные требования курортно-оздоровительных и спортивных комплексов к чистоте воздушного бассейна предполагают использование экологически чистых источников энергии, поскольку в таких местах в основном применяются децентрализованные системы теплоснабжения с применением мелких котельных на органическом топливе (обычно на мазуте).

В недрах Республики Беларусь отсутствуют собственные сырьевые топливно-энергетические ресурсы в достаточных объемах для удовлетворения потребностей страны. В этой связи основу энергетического топливопотребления Беларуси составляет природный газ, импортируемый из Российской Федерации. На природном газе работают большинство теплоэлектростанций республики, его потребляют промышленные предприятия в качестве технологического сырья и топлива, коммунально-бытовой сектор и население на нужды отопления и приготовления пищи. Такая структура топливного баланса сложилась еще в советское время, когда использование природного газа было наиболее экономически целесообразным и экологически «чистым» по сравнению с другими видами органического топлива (уголь, торф, мазут).

В то же время в последние десятилетия в топливно-энергетическом балансе республики постоянно наращивается использование возобновляемых источников энергии (гидро-, ветро- и солнечная энергия, биогаз) и местных видов топлива — дрова и древесные отходы, торф.

Природный газ

Природный газ в Республику Беларусь поступает с северо-западных сибирских регионов Российской Федерации по магистральным газопроводам. Годовые объемы его потребления в стране варьируются в пределах 19-21 млрд. кубических метров. По уровню потребления Республика Беларусь входит в первую десятку стран — экспортеров природного газа в мире.

Далее природный газ через систему распределительных газопроводов, эксплуатацию которых осуществляет, входящее в состав Министерства энергетики Республики Беларусь , государственное производственное объединение по топливу и газификации «Белтопгаз», поставляется всем потребителям страны. На сегодняшний день в Беларуси газифицированы все 118 районов из 118. Природным газом обеспечиваются 113 из 113 городов, а также 80 из 81 городского поселка, 7 из 8 рабочих поселков и 2770 из 23468 сельских населенных пунктов (11,8%). Протяженность сетей природного газа в Беларуси составляет порядка 55,1 тыс. км, в том числе более 30,2 тыс. км в сельской местности, сжиженного газа — 217,1 км, в том числе в сельской местности — 213,5 км, или 98,3 %. Газифицировано природным газом свыше 2,7 млн. квартир, сжиженным газом — более 1,0 млн. квартир. Доля квартир, обеспеченных природным газом, составляет 72,1% от общего количества газифицированных квартир. Таким образом, Беларусь, по уровню газификации находится в числе передовых стран.

Торф

Сегодня Беларусь является третьей страной в мире по объемам добычи этого полезного ископаемого. Его месторождения распространены на территории республики почти повсеместно. По информации Национальной академии наук Беларуси в республике находится около 9 тысяч торфяных месторождений, общая площадь которых 2,4 млн. га. Общие геологические запасы торфа в республике оцениваются в 4 млрд. тонн. Однако, не все из них исходя из экономической и природоохранной целесообразности могут быть использованы для промышленной добычи торфа. С целью упорядочения использования земель сельскохозяйственного назначения, лесных угодий, а также урегулирования вопросов использования торфяных месторождений, НАН Беларуси, Минприроды и Минэнерго в настоящее время осуществляют инвентаризацию торфяных месторождении с определением направлении их дальнейшего использования. На основании материалов проведенной инвентаризации будет подготовлена стратегия сохранения и использования месторождений торфа.

Торфяная промышленность республики имеет вековую историю. Первая промышленная разработка торфа в Беларуси начата в 1896 году. До 1960 года торф в Беларуси оставался основным видом топлива, на котором работало большинство электростанций. Строительство и ввод в эксплуатацию брикетных заводов в 60-х годах позволило довести объемы производства брикетов в 1974 г. до 2,412 млн. тонн, что является рекордным показателем за всю историю торфяной промышленности республики. Максимальная добыча торфа достигнута в 1974 году — 16,8 млн. тонн, из них 9,1 млн. тонн топливного торфа и 7,7 млн. тонн торфа для нужд сельского хозяйства.

С конца 70-х годов происходит постепенная переориентация объектов энергетики, населения республики, с заменой использования торфа на другие виды топлива — газ и мазут. Торфяное топливо планомерно исключается из теплоэнергетики и к 1986 г. сжигание его на электростанциях и ТЭЦ прекращается. Вследствие этого происходит сокращение объемов добычи торфа и производства брикетов. Так, в 2001 году эти показатели составляли, соответственно, 2,0 и 1,1 млн. тонн.

Организациями торфяной промышленности Минэнерго разрабатывается 44 торфяных месторождения. Отведено 17,2 тыс. га площадей торфяных месторождений (0,72 % от общей площади торфяных месторождений) с запасами торфа в количестве 33,2 млн. тонн (0,84 % от общих запасов торфа в республике).

Торф является одним из немногочисленных местных топливно-энергетических ресурсов Республики Беларусь. Его доля в общем объеме местных топливно-энергетических ресурсов составляет около 15 процентов. В энергетическом балансе республики доля торфа составляет 2-3 процента. Использование торфа позволяет ежегодно замещать в экономике республики до 590 млн. м3 импортируемого природного газа стоимостью 107,7 млн. долл. США. Следует отметить, что, по сравнению с импортируемым природным газом, местное торфяное топливо имеет значительно меньшую стоимость. Так, в пересчете на 1 т у.т., торфяные брикеты дешевле природного газа в 2,6 раза, а топливный фрезерный торф — в 4 раза. Кроме этого, производимые из торфа топливные брикеты являются социально значимым продуктом, так как используются в качестве коммунально-бытового топлива на объектах социальной сферы и более чем в 200 тыс. домовладениях небольших городов и сельских населенных пунктов республики. В целом теплом и электроэнергией из торфа обеспечивается около 1 млн. жителей нашей страны. Минэнерго проводится постоянная работа по увеличению объемов использования торфа в республике и поиску альтернативных направлений экспортных поставок торфяной продукции.

Государственный кадастр возобновляемых источников энергии (ВИЭ)

В Беларуси создан (ВИЭ), где предоставлена информация по оценке «альтернативного» энергетического потенциала территории республики и повышения эффективности использования ВИЭ.

Кадастр позволяет юридическим лицам и индивидуальным предпринимателям (владельцам ВИЭ) вносить и обновлять информацию об имеющихся у них площадках и установках по использованию ВИЭ, а также получить электронный сертификат о подтверждении происхождения энергии.

Согласно информации, содержащейся в кадастре, в настоящее время в республике функционирует 232 установки на возобновляемых видах энергии, установленная мощность которых составляет 288,9 МВт. Значительная часть объектов - 156 — работает на энергии древесного топлива и иных видов биомассы, а также на энергии естественного движения водных потоков (38).

Среди ВИЭ, используемых в республике, 14 объектов работают на энергии солнца, 14 - используют энергию биогаза, 7 объектов — энергию ветра и 3 объекта — энергия тепла земли.

Имеющиеся объекты ВИЭ способны позволяют сэкономить более 313602,552 условного топлива в год.

База данных государственного кадастра ВИЭ также содержит информацию о:

• площадках возможного размещения установок по использованию ВИЭ мощностью более 200 кВт (на основе сведений взятых из действующих государственных программ);
• площадках фактического размещения установок по использованию ВИЭ;
• производителях энергии из ВИЭ (в разрезе административно-территориальных единиц Республики Беларусь);
• используемых видах ВИЭ и максимально возможном количестве энергии, производимой в течение года на установках;
• мощности установок и годовом отпуске от них тепловой и электрической энергии.

Инвестиции в возобновляемую энергетику в Беларуси

Согласно законодательным документам производители энергии из ВИЭ имеют право на:

• гарантированное подключение к государственным энергетическим сетям установок по использованию ВИЭ;
• гарантированное приобретение государственными энергоснабжающими организациями всей предложенной энергии, произведенной из ВИЭ, а также ее оплату по стимулирующим тарифам (в части оплаты электроэнергии);
• защиту от недобросовестной конкуренции, в том числе со стороны юридических лиц, занимающих доминирующее положение в сфере производства энергии;
• расширение (реконструкцию, модернизацию) установок по использованию ВИЭ;
• самостоятельное выявление площадок возможного размещения установок по использованию ВИЭ.

Предусмотрены значительные льготы и преференции инвесторам, среди которых

• Освобождение установок по использованию возобновляемых источников энергии от НДС при ввозе на территорию Республики Беларусь.
• Освобождение от земельного налога земельных участков, занятых объектами и установками по использованию возобновляемых источников энергии.

В качестве благоприятных факторов для инвестиций в отрасль отмечается высокий уровень покрытия страны государственными энергетическими сетями, а также существенная база потребителей энергии - предприятий тяжелой промышленности.

По оценкам экспертов, пока только 5,4% используемой энергии в нашей стране приходится на долю «зеленой».

Этому есть разумное объяснение. Традиционная электрификация пришла в Беларусь в 19 веке. О возобновляемых же источниках энергии мир узнал сравнительно недавно. Однако не только мы отстаем от прогресса. В Китае потребляют 1% «зеленой» энергии, в Германии показатель повыше - 20%. Самый большой процент использования возобновляемых источников энергии в Дании - 50%. Но это неудивительно. Во-первых, страна небедная и может позволить себе закупку оборудования - ветряков. Во-вторых, она имеет выгодное географическое положение: окружена океаном, над ним поднимается сильный ветер, а ветряки стоят прямо в воде. Альтернативной энергии в стране добывается так много, что ее экспортируют.

Еще одна причина нашего провала, если можно так сказать, кроется в том, что белорусскому потребителю такая энергетика не интересна. Впрочем, она - действительно продукт специфический. Резонно к ней обращаться в трех случаях:

1. Если клиент энергозависим. То есть дома у него часто бывают перебои с электричеством. С такой проблемой чаще сталкиваются жители глубинки.

2. Если предприятие хочет сэкономить. В Беларуси установлен лимит на использование энергии по низкому тарифу. В случае, когда потребитель не укладывается в определённые рамки, он платит по двойному.

3. Если предприятие хочет заработать. Для своих нужд компания использует традиционную энергетику, а добытую «зеленую» энергию продает в сеть по повышенному тарифу.

В последнее время в Беларуси все чаще стали говорить о необходимости использования альтернативной энергетики. Некоторые эксперты полагают, что она для нас - не столько способ сэкономить, как найти контакт с Литвой, которая выступает против строительства атомной электростанции в Островце.

Европа ратует за «зеленую» энергетику. Пытаясь внедрить ее у себя, мы как бы сообщаем своим западным соседям, что готовы к компромиссам, - говорит Феликс Масесов, директор организации, занимающейся установкой солнечных батарей.

В Департаменте по энергоэффективности Государственного комитета по стандартизации Беларуси отметили: к 2020 году 6% используемой энергии в нашей стране будет приходиться на долю «зеленой». Для этого сегодня государство активно поддерживает инициативу со стороны предприятий, которые хотят продавать добытую «зеленую» энергетику в сеть. Им для установки ветряков и солнечных станций предоставляют участок земли и выделяют квоты.

По неофициальным данным, в ближайшее время в Червенском районе возведут самую большую солнечную станцию в стране мощностью 109 мегаватт. Стоимость строительства объекта оценивается в $150 млн.

Что касается АЭС в Островце, то, как уверяют эксперты, угрозы для нашего здоровья и жизни она нести не будет. Ее ротор находится глубоко под землей - в шахте, а атомный реактор накрыт тройным куполом. В этом состоит принципиальное отличие нашей станции от Чернобыльской.

Ситуация больше нагнетается литовцами, - отмечает Феликс Александрович. - Они понимают, что после введения в эксплуатацию АЭС через их страну пойдет транзит электроэнергии в Европу. Действительно, Островец в качестве места расположения станции выбран не просто так. Он выбран для экспорта. Для Беларуси строительство АЭС - важный шаг. Вкладываем средства в свою энергонезависимость.

Планируется, что станция заработает в 2018 году. Ее строительство оценивается в $10 млрд.

Но вернемся к альтернативной энергетике. Как мы используем ее сегодня?

Солнечная энергетика

В республике действует 31 объект общей мощностью 37 мегаватт. В частности, Белорусская федерация профсоюзов установила солнечные батареи, вырабатывающие энергию для освещения Кургана Славы .

В Гомельской области мобильный оператор velcom строит станцию мощностью в 22 мегаватта. В Чечевичах другая частная компания собирается открыть объект на 10 мегаватт. В обоих случаях добытую энергию будут продавать в сеть. Обзаведутся солнечными станциями государственные предприятия, среди которых Минский областной технопарк.

Солнечная энергетика уже не кажется белорусам чем-то сверхъестественным, - подчеркивает Феликс Александрович. - Так, за лето 2011 года в республике установили станции с общей мощностью 500 киловатт, а за текущее лето - 10 мегаватт. Все чаще к нам обращаются за шеф-монтажом. То есть клиенты сами покупают через интернет солнечные батареи и устанавливают их. Просят нас проверить, все ли сделали правильно. Кстати, частным клиентам я бы советовал учитывать особенности климата Беларуси. Летом у нас много солнца, а зимой - ветра. Поэтому было бы резонно ставить не только солнечную станцию, но и портативный ветряк.

Установкой солнечных батарей в Беларуси занимаются 15 организаций.

Ветряная энергетика

Установлено 65 ветряков мощностью 56 мегаватт. В том числе на брестской трассе М1 стоят два больших ветряка мощностью 650 киловатт, в Могилевской области их 8, в Новогрудке - 2. «Хозяевами» ветряков являются частные компании, которые продают энергию в сеть.

Как отмечает Феликс Масесов, в Беларуси используются также портативные установки. Например, в Минске бизнес-центр «Клевер Парк» установил у себя на крыше два таких ветряка.

Стоимость большого ветряка - от $500 000 до $2 000 000, портативного - до 10 000 деноминированных рублей.

Гидроэнергетика

Для работы ГЭС нужно сильное подводное течение, а с этим у нас есть некоторые проблемы. Много станций поставить у себя не можем. На данный момент действуют 49 установок общей мощностью 33,5 мегаватта.

Стоимость станции такая же, как у ветряка.

«Ноу-хау»

В колхозе «Доброволец» в Могилевской области несколько лет используют биоэлектростанцию. Принцип ее работы таков: в одно место складируются отходы растительного происхождения. В процессе брожения они вырабатывают метан, который при сжигании выдает энергию. Мощность установки - 3,5 мегаватта.

Разработали «ноу-хау» европейские ученые. А вот ветряки и солнечные батареи - дело рук и ума советского народа. Первая установка использовалась в Крыму еще до Великой Отечественной войны. Автором солнечных батарей является Жорес Алферов. Изначально он создавал их для космических кораблей.