Проблема роста дефицита энергоресурсов выходит сегодня на уровень проблемы изменения климата, а, как известно, история человечества – это история борьбы за энергетические ресурсы. Подобная ситуация наблюдается и в XXI веке (к примеру, войны на Ближнем Востоке за нефть). Но существует более достойный способ решения проблемы нарастающего дефицита энергетических ресурсов – альтернативные источники энергии. В Беларуси этот вопрос очень актуальный и прорабатывается государственными органами.
Возобновляемые источники энергии в РБ
Терминология Организации Объединенных Наций (ООН) определяет понятие «возобновляемая энергия» и ее источников. К источникам возобновляемой энергии отнесены солнце, воздушные массы, вода, тепло земных недр, биомасса, древесина, торф.
Так как Беларусь обеспечена собственными традиционными энергоносителями менее чем на 20 %, естественно, возникает потребность в таких источниках, чтобы как-то компенсировать недостаток собственных энергоресурсов.
Между тем, вопросом возобновляемых источников энергии (ВИЭ) занимаются не только страны с энергетическими проблемами. Например, такие страны, как Германия, Швеция, Франция (всего более двадцати государств), создали Международное общество солнечной энергии.
По прогнозам экспертов, к 2040 году мировое производство энергии от нетрадиционных ВИЭ будет составлять 82 процента от потребления энергии в мире. Общемировая тенденция способствовала тому, что нетрадиционные (альтернативные) источники энергии в Беларуси также получили развитие.
Исследования показали, что в республике наиболее целесообразна солнечная энергия, так как более половины года в ней наблюдается переменная облачность, и только сто пятьдесят дней (в среднем) – пасмурные. Наибольшая эффективность светила наблюдается в период с апреля по сентябрь.
Альтернативные источники энергии – это...
Под таковыми понимаются источники, не загрязняющие окружающую среду, как это происходит с применением известных и распространенных сегодня энергоносителей: нефть, уголь, ядерное топливо.
Прежде всего это солнце, ветер. Солнце – самый надежный и экологичный источник энергии, потому что наше светило будет существовать еще много миллионов лет. Его энергию можно аккумулировать устройствами, называемыми солнечными батареями.
Ветер как источник энергии используется довольно широко, так как это очень выгодно. Ветроэнергетика распространена преимущественно в странах, ограниченных в классических энергоресурсах и ратующих за чистоту окружающей среды. К таким странам относится Республика Беларусь.
Существенную роль играют значительные запасы древесины в государстве, себестоимость которой в четыре раза меньше экспортируемых углеводородов.
РБ и ее топливно-энергетический комплекс
Топливно-энергетический комплекс Беларуси (ТЭК) не имеет в нужном количестве собственных энергетических ресурсов. В связи с этим государством проводится политика энергосбережения, выражающаяся в развитии как местных энергоносителей, так и альтернативной энергетики.
Регулятором ТЭК выступает Министерство энергетики Беларуси. Оно является сравнительно молодым органом управления в республике (создано в конце 2002 года). За это время были приняты и реализованы целевые госпрограммы, направленные на повышение эффективности энергетики страны.
Как заявил министр энергетики Беларуси Владимир Потупчик, с 2014 года республика ежегодно экономит более $200 млн благодаря снижению потребления топливных энергоресурсов, на которые приходится около 70 % затрат в сфере энергетики.
В ближайшей перспективе Минэнерго Беларуси намерено заняться решением важной задачи – созданием совершенно новой базы для развития ТЭК, эффективной и экологически приемлемой в современных условиях. Эти планы зафиксированы в «Основных направлениях энергетической политики Республики Беларусь на период до 2020 года».
В частности, документом предусматриваются следующие принципы работы топливно-энергетического комплекса страны:
- усиление энергосбережения;
- экологическая чистота;
- усиление научной работы по вопросам альтернативной энергетики и внедрение ее результатов;
- развитие малой энергетики;
Энергоресурсы РБ
Топливно-энергетические ресурсы Беларуси не отличаются большим разнообразием: они включают в себя торф (топливный), нефть, газ (попутный), дрова и пр. В республике найдено свыше девяти тысяч месторождений торфа. В настоящее время использована только четверть всех разведанных запасов этого топлива.
Дело в том, что львиная доля месторождений торфа находится на территориях, занятых под сельское хозяйство или природоохранных, что делает более широкое использование месторождений нереальным.
Залежи нефти и попутного газа имеются в Припятской впадине. Месторождения были открыты в 1956 году. Добычей этих ресурсов занимается концерн «Белнефтехим». Однако, по расчетам экспертов, этих месторождений хватит всего лишь на 30-35 лет. Правда, рассматривается перспектива добычи нефти и газа в Оршанской и Брестской впадинах, но она достаточно отдаленная.
Богатство лесами позволяет Беларуси проводить централизованные заготовки дров и отходов с пиломатериалов. Но объемы указанных ресурсов настолько малы, что потребность энергии республики обеспечивается ими менее чем на 15 %. Остальное восполняется за счет импорта энергоносителей, что делает экономику Беларуси очень уязвимой. В подобной ситуации республика вынуждена не только соблюдать режим энергосбережения, но и усиленно искать возможные альтернативные источники энергии.
Нетрадиционная энергетика
Альтернативная энергетика появилась гораздо раньше, чем о ней вынужденно стали повсюду говорить. Люди, в том числе и белорусы, использовали солнечную энергию, энергию воды, ветра для своих энергозатратных нужд уже более двухсот лет тому назад. Но тогда эти источники не считались чем-то особенным. Человечество жило в полной гармонии с природой, не нарушая ее баланс. Использование угля было таким же естественным, как и энергии ветра, воды для работы мельниц, пилорам для распиловки лесоматериала, обмолота урожая и даже для производства текстиля.
В Беларуси даже было налажено производство таких «ветряков» и «водяков», которые могли быть как стационарными, так и мобильными. Им не требовались специальные плотины, то есть природе не наносился вред. А «ветряки» могли ставиться в любом месте, лишь бы был ветер. Подобные источники энергии даже составляли «экспорт» Беларуси, потребителями которого были Россия и Украина.
Современная Беларусь из альтернативных источников энергии имеет всего лишь десяток небольших гидроэлектростанций (ГЭС). Белорусские ученые, занимающиеся со времен Советского Союза ветроэнергетическими установками (ВЭУ), так ничего конкурентоспособного и не создали. Тому подтверждением может служить «Ветромаш» в Заславле, где демонстрируются ветроустановки, подобные западным разработкам полувековой давности, давно уже морально устаревшие.
Тем временем нетрадиционная энергетика подверглась некоторым ограничениям со стороны государства: с 19 августа 2015 года Указом президента Беларуси предусмотрено квотирование установок с альтернативными источниками электроэнергии. Ограничения касаются суммарной электрической мощности установок, находящихся на территории Беларуси. Нормы относятся ко всем желающим заниматься альтернативной энергетикой, включая иностранные компании.
Энергия белорусских водных ресурсов
Изменение ситуации в топливно-энергетическом комплексе Беларуси (высокая стоимость ископаемых энергоресурсов, ухудшение экологии, вынудившее государство взять на себя определенные обязательства по снижению вредных выбросов в атмосферу, и др.) повлекло за собой необходимость в пересмотре взглядов на отрасли, составляющие энергетический баланс республики. Одной из таких сфер явилась гидроэнергетика. В Беларуси, как известно, находятся реки Днепр, Западная Двина и Неман. Они текут по равнине, но в отдельных местах окружены высокими берегами и имеют пороги. Все это сопутствует строительству гидроэлектростанций, что при имеющемся уже сегодня дефиците нефти, угля, газа дает немаловажный шанс сократить его. Альтернативная энергетика вышла на передний план в ТЭК Беларуси.
Исходя из этого, Кабинет министров Беларуси утвердил государственную программу строительства гидроэлектростанций. Согласно этому документу, было намечено строительство ГЭС на Немане (выше и ниже города Гродно), Западной Двине (Верхнедвинская, Бешенковичская, Витебская и Полоцкая).
Днепр, как самая медленная река, рассматривался для строительства ГЭС в последнюю очередь. К 2020 году запланировано возведение четырех маломощных ГЭС, среди которых Оршанская, Шкловская, Речицкая и Могилевская.
Незаслуженно забытая
В Республике Беларусь протекает в общей сложности более двадцати тысяч малых рек, протяженность которых составляет 90 тыс. км. И этот огромный водно-энергетический потенциал используется только на 3%.
Данный ресурс начал осваиваться в 50-х годах. В республике стали строиться малые гидроэлектростанции. Первой была возведена в 1954 году Осиповичская гидроэлектростанция на реке Свислочь. Ее мощность составляла всего 2,25 МВт. Кстати, ГЭС действует и поныне.
Однако к 60-м годам малая гидроэнергетика ушла на второй план в связи с появлением государственных энергосистем. Сельский потребитель был переведен на новые мощные системы, и нужда в малых гидроэлектростанциях отпала сама собой.
В связи с этим большая часть построенных малых ГЭС была выведена из эксплуатации, так как себестоимость объектов оказалась слишком высокой. В итоге к концу 80-х годов в Беларуси осталось всего шесть ГЭС, которые вырабатывали в год немногим более 18 миллионов кВт.
Но дальнейшая жизнь снова повернула энергетиков к малым гидроэлектростанциям (МГЭС). При этом подобные альтернативные источники энергии в Беларуси оказалось можно получить, восстанавливая ранее выведенные из эксплуатации, а также благодаря строительству новых МГЭС. При этом не требовалось затопление сельскохозяйственных угодий.
Также имеется возможность использования водохранилищ другого, не энергетического, назначения, которые имеются на небольших реках. Здесь вполне уместно строительство МГЭС мощностью в 6 тысяч кВт, при этом ее окупаемость составляет пять-шесть лет.
Представители «зеленых» подтверждают отсутствие какой-либо нагрузки со стороны МГЭС на окружающую природу.
Белорусскими властями планируется к 2020 году увеличить вдвое суммарную мощность таких ГЭС. В связи с этим определенный интерес к строительству малых ГЭС на территории страны проявляют зарубежные инвесторы, которые берут на себя 78,4 % расходов на возведение объектов малой энергетики.
Ветер продолжает служить человеку
Ветроэнергетика в Беларуси способствует решению многих вопросов электроснабжения малых объектов в труднодоступных местах. Поэтому вопрос применения энергии воздушных масс остается актуальным для топливно-энергетического комплекса республики.
За последние годы на территории страны было выявлено порядка 1840 мест, где можно поставить ветроустановку или ветряную электроустановку. В основном это холмы высотой до 80 м, на вершине которых скорость ветра достигает пяти и более метров в секунду.
На текущий момент такие системы размещены в Минской, Гродненской, Могилевской и Витебской областях. Самая мощная ветроустановка (1,5 МВт) обслуживает жителей поселка Грабники (Гродненская область). Районный центр Новогрудок этой же области обеспечивает электроэнергией ветряк, принадлежащий государству (единственный в своем роде). К нему планируется установка еще пяти ветрогенераторов.
Целый парк ветряков планируется возвести в Лужище, деревне Ошмянского района. Строительство ведется на средства инвесторов и продолжится до 2020 года.
Экологичный дом
В это понятие человечество включает строение, энергообеспечение которого осуществляется только за счет нетрадиционных источников энергии.
Альтернативная энергия для дома может быть получена из потока солнечных лучей, ветра, в результате работы микроГЭС и переработки биомассы для получения биогаза.
Использование солнечной энергии представляет особый интерес для создания экологичного жилища, однако некоторые факторы вносят серьезные поправки в планы владельца такой недвижимости. Прежде всего это затраты: солнечные коллекторы, монтаж оборудования, система управления и обслуживание обойдутся в солидную сумму (солнечная батарея на 3 кВт для среднего дома обойдется в 15 тысяч евро).
И все же определенный интерес вызывают дома, построенные методом, называемым «солнечная архитектура». Суть его заключается в том, что дом должен иметь крышу, площадь южной части которой - не менее 100 м2. При этом дом должен находиться на широте столицы Беларуси. Этого вполне достаточно даже для отопления помещений зимой.
Однако такое использование энергии солнца не нашло должного внимания в Беларуси. На данное время на таком принципе построено только одно здание – германский Международный образовательный центр. Между тем возведение подобных сооружений могло бы снизить потребление тепла до 80 кВт/м2 в год.
Использование ветряков дает дому аналогичный шанс иметь статус экологичного. Но не следует забывать, что в Беларуси средняя скорость ветра составляет не более 5 м/с, а для нормальной работы современным системам требуется скорость до 10 м/с. Поэтому, по мнению специалистов, ветряк, установленный в этой стране, окупится только лет через сорок.
Однако это все относится к электричеству, но возобновляемая энергия солнца вполне может быть использована в частном доме в виде гелиоводонагревателя. Система очень эффективная, не зависит от погоды и климатических условий. С ее помощью можно даже частично отапливать помещение. Ко всему прочему, она потребляет не более 45 Вт и стоит 3,8 тыс. евро (с монтажом). Ее окупаемость составляет не более четырех лет.
Заключение
К сожалению, альтернативные источники энергии в Беларуси (и не только там) сегодня и в ближайшем обозримом будущем не смогут заменить в полном объеме традиционные энергоносители.
Энергия солнца не способна стать таким источником в промышленных масштабах по простой причине – низкая плотность солнечного потока энергии. С учетом того, что в Беларуси только треть года бывает солнечной, расчеты показывают: более 30 % территории республики необходимо отдать под солнечные электростанции, чтобы удовлетворить ее потребность в электричестве. Но даже при выполнении этого условия не следует забывать, что эти расчеты делались с учетом КПД станций, составляющего 100 %. В действительности сегодня этот показатель находится на уровне десяти-пятнадцати процентов.
Получается, что в реальности под солнечные электростанции потребуется площадь всей Беларуси и часть территорий ее соседей-государств. Ко всему прочему, строительство и эксплуатация гелиостанций потребуют колоссальных затрат.
Аналогичная ситуация наблюдается и с использованием энергии ветра, рек, геотермальных источников.
