Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

1. Общие положения

По определению, даваемому законом Республики Беларусь “Об энергосбережении”, под нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии понимаются источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцированного природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов.

Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 года предусматривает использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в нарастающих масштабах. С учетом природных, географических и метеорологических условий республики предпочтение отдается малым гидроэлектростанциям, ветроэнергетическим и биоэнергетическим установкам, установкам для сжигания отходов растениеводства и бытовых отходов, гелиоводоподогревателям. Программа оценивает потенциал этих источников в 5 % от всей расчетной экономии топлива, которую планируется получить за счет всех мероприятий по энергосбережению. При этом в Программе особо подчеркивается, что в отличие от многих других мероприятий они дают, во-первых, реальную, легко учитываемую экономию топлива и легко осязаемый социальный эффект, во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми, и, в-третьих, их применение само по себе символизирует переход от расточительной к рациональной экономике.

Основной особенностью возобновляемых источников энергии является то, что воспроизводство их энергетического потенциала происходит быстрее, чем его расходование.

Возобновляемые источники энергии – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Типичным примером такого источника является солнечное излучение с характерным периодом повторения 24 часа.

Основными источниками возобновляемой энергии являются:

1) солнечное излучение;

2) гравитационное взаимодействие Солнца, Луны и Земли (имеющее следствием, например, морские приливы и отливы);

3) тепловая энергия ядра Земли, а также химических реакций и радиоактивного распада в ее недрах (проявляющаяся, например, в виде геотермальной энергии источников горячей воды – гейзеров).

Окружающее нас пространство непрерывно пронизывается потоками энергии от различных источников. Например, полный поток солнечного излучения, падающего на Землю, равен 1,2·10¹⁷ Вт, то есть на одного человека приходится около 30 МВт, что равно мощности 10 крупных дизель-электрогенераторов.

Даже активные сторонники опережающего развития ядерной энергетики в своих прогнозах на конец ХХI века отдают возобновляемой энергии не менее 18 % общего потребления, а это примерно столько, сколько сейчас человечество получает за счет ископаемого топлива.

Важность использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии обосновывается, например, следующим обстоятельством. Население земного шара в настоящее время составляет более 5 млрд. человек и возрастает примерно на 2–3% в год. Среднее на душу населения потребление мощности составляет примерно 0,8 кВт, но национальные различия в уровне потребляемой энергии очень велики – от 10 кВт в США, 4 кВт в странах Европы (в Беларуси), до 0,1 кВт в Центральной Африке. Средние темпы роста национального дохода в странах современного мира равны 2–5 % в год. (Можно отметить, что в 1900 году в мире потреблялось около 8·10¹² кВт ч первичных энергоресурсов, а к 1980 году их потребление возросло более, чем в 10 раз). При таких темпах роста ежегодное потребление энергии с учетом роста населения должно возрастать на 4–8 %. Такой постоянный прирост производства энергии практически невозможно обеспечить без использования новых источников энергии, так как запасов имеющегося топлива на это не хватит. Кроме того, очень важным является то, что наращивание производства энергии такими темпами за счет сжигания топлив может привести к серьезным экологическим последствиям в силу загрязнения окружающей среды продуктами их сгорания (например, к парниковому эффекту). Поэтому одним из существенных преимуществ нетрадиционных и возобновляемых источников энергии является их экологическая безопасность.

Следует также отметить, что, по данным ЮНЕСКО, примерно 2 млрд. людей на земном шаре не имеют доступа к использованию электрической энергии в силу проживания в удаленных регионах, в которых отсутствуют развитые электрические сети. Достоинством нетрадиционных и возобновляемых источников энергии является их доступность и возможность локального использования практически в любом месте. Естественно, что с учетом местных условий предпочтение должно отдаваться тому или иному виду источника.

В силу важности данной проблемы по инициативе ЮНЕСКО в 1996 году в городе Хараре – столице африканского государства Зимбабве состоялось совещание глав государств и правительств мира, где была принята Харарская декларация по солнечной энергетике и устойчивому развитию, в которой провозглашены основные принципы широкого использования возобновляемой энергии в развитии нашей цивилизации. Конкретные пути реализации этой декларации определяются Мировой солнечной программой на 1996–2005 годы, которая содержит в себе глобальные, региональные и национальные высокоприоритетные проекты в этой области.