Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Нетрадиционные виды получения электрической энергии

Солнечная энергетика направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии[1] и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.

Биотоплива третьего поколения.

Департамент Энергетики США с 1978 года по 1996 года исследовал водоросли с высоким содержанием масла по программе «Aquatic Species Program». Исследователи пришли к выводу, что Калифорния, Гавайи и Нью-Мексико пригодны для промышленного производства водорослей в открытых прудах. В течение 6 лет водоросли выращивались в прудах площадью 1000 м². Пруд в Нью-Мексико показал высокую эффективность в захвате СО2. Урожайность составила более 50 гр. водорослей с 1 м² в день. 200 тысяч гектаров прудов могут производить топливо, достаточное для годового потребления 5 % автомобилей США. 200 тысяч гектаров — это менее 0,1 % земель США, пригодных для выращивания водорослей. У технологии ещё остаётся множество проблем.

По оценкам Worldwatch Institute в 2007 году во всём мире было произведено 54 миллиарда литров биотоплив, что составляет 1,5% от мирового потребления жидких топлив. Производство этанола составило 46 миллиардов литров. США и Бразилия производят 95% мирового объёма этанола.

Европейская комиссия поставила задачу использовать к 2020 году альтернативные источники энергии как минимум в 10% транспортных средств. Есть также промежуточная цель в 5,75% к 2010 г.

По оценкам Merrill Lynch прекращение производства биотоплив приведёт к росту цен на нефть и бензин на 15%.

По оценкам Стэндфордского университета во всём мире из сельскохозяйственного оборота выведено 385 — 472 миллиона гектаров земли. Выращивание на этих землях сырья для производства биотоплив позволит увеличить долю биотоплив до 8 % в мировом энергетическом балансе. На транспорте доля биотоплив может составить от 10 % до 25 %.

1 января 2009 года в России введен в действие ГОСТ Р 52808-2007 «Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Термины и определения». Приказ N 424-ст о введении стандарта был утвержден Ростехрегулированием 27 декабря 2007 года.

Стандарт разработан Лабораторией возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова и устанавливает термины и определения основных понятий в области биотоплива, с упором на жидкие и газообразные виды топлива.

Политика развития нетрадиционных способов получения электрической энергии в Российской Федерации

За несколько лет до кризиса в России стала быстро создаваться нормативно-правовая база развития ВИЭ (возобновляемым источникам электрической энергии). За принятыми в конце 2007 г. поправками к Федеральному закону «Об электроэнергетике», заложившим рамочные основы развития ВИЭ, последовал ряд конкретизирующих документов, например, Постановление Правительства Российской Федерации, утвердившим правила квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования ВИЭ.

Внесен в Государственную Думу проект Федерального закона «Об использовании альтернативных видов моторного топлива.

Для совершенствования нормативной базы использования предусматривается:

- усовершенствовать систему показателей и обеспечить совершенствование статистики;

- разработать и уточнять схему размещения генерирующих объектов электроэнергетики;

- обеспечить разработку и реализацию мер по привлечению внебюджетных инвестиций для сооружения новых и реконструкции действующих генерирующих объектов;

- разработать комплекс мер по содействию развития малых предприятий, функционирующих на рынке энергетического сервиса в сфере электроэнергетики на основе использования ВИЭ.

С целью выравнивания конкурентных условий для производителей электроэнергии на основе использования ВИЭ предусматривается:

- установить и регулярно уточнять размеры и сроки действия надбавки, прибавляемой к равновесной цене оптового рынка на электрическую энергию для определения цены на электрическую энергию, произведенную на основе использования ВИЭ;

- установить обязанность по приобретению покупателями электрической энергии, произведенной на основе использования ВИЭ;

- реализовать меры по совершенствованию правового режима использования природных ресурсов для сооружения и эксплуатации электрогенерирующих объектов на основе использования ВИЭ;

- использовать механизмы дополнительной поддержки возобновляемой энергетики;

- разработать комплекс нормативно-правовых документов по внедрению мер поддержки ВИЭ, в первую очередь, надбавки, в механизмы функционирования оптового и розничных рынков электроэнергии (включая регионы, не объединенные в ценовые зоны оптового рынка), а также по их применению в изолированных энергозонах.

В области совершенствования инфраструктурного обеспечения производства электрической энергии с использованием ВИЭ предусматривается:

- повышение эффективности научного и технологического обслуживания развития возобновляемой энергетики;

- рациональное использование потенциала отечественной промышленности;

- создание и развитие доступной информационной среды;

- подготовку специалистов, а также разработку системы нормативно-технической и методической документации по проектированию, строительству и эксплуатации генерирующих объектов;

- содействие созданию системы стимулирования потребителей электрической энергии.

Принципиально важным документом стал Указ Президента Российской Федерации "О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики".

Распоряжение Правительства РФ (январь 2009 г.) определило основные направления государственной политики в области развития электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года и установлены целевые показатели использования ВИЭ в сфере электроэнергетики.

В рамках Федеральных целевых программ «Национальная технологическая база на 2007-2011 годы» и «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» осуществляется участие бизнеса в софинансировании работ, направленных на разработку и внедрение высокоэффективных, ресурсосберегающих технологий и новых видов энергии; реализуются 18 проектов по коммерциализации указанных технологий на основе привлечения внебюджетных средств с объемом финансирования более 10 млрд. рублей.

Россия принимает активное участие в международном сотрудничестве в сфере инновационных технологий. Обеспечивается взаимодействие с представителями стран-членов партнерств и участие российских организаций в деятельности Международного энергетического агентства (МЭА); Международного Совета по большим энергетическим системам высокого напряжения (CIGRE); Международного партнерства по водородной экономике (IPHE); Международного партнерства по коммерческому использованию нетрадиционных ресурсов метана (Партнерство «Метан – на рынок») (M2M); Международного форума по секвестру углерода (CSLF); Глобального партнерства по биоэнергетике (GBEP) и в реализации инициативы по комплексному использованию вторичных ресурсов и отходов. Развивается сотрудничество в области использования возобновляемых источников энергии в рамках Финансового фонда диалогового партнерства «Россия-АСЕАН». Прорабатывается вопрос о присоединении России к Международному агентству по возобновляемой энергетике.

Завершен подготовительный этап реализации проекта Глобального экологического фонда (ГЭФ)/Всемирного банка «Российская программа развития возобновляемых источников энергии» (РПРВИЭ), финансирование которого будет осуществлено российской стороной и ГЭФ на паритетных началах. Завершается проект TACIS «Возобновляемые источники энергии и реконструкция ГЭС малых мощностей».

Начат подготовительный этап по реализации проекта ЕЭК ООН «Разработки энергетического сектора ВИЭ в Российской Федерации и странах СНГ» и ряд других проектов.

Рис. 60. Расположение объектов нетрадиционной и возобновляемой энергетики на территории России.

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ В СИСТЕМУ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ МОСКВЫ

На рисунках 1 и 2 представлены существующие и перспективные электрические и тепловые нагрузки Москвы, соответствующие Генеральному плану развития города.

Рис. 1. Электрическая нагрузка Москвы (млн. кВт)

Рис. 2. Тепловая нагрузка Москвы (Гкал/час)

Основными направлениями теплосберегающей политики (как в области градостроительства, так и в системе теплоснабжения), позволяющей на 5-6% снизить необходимый прирост мощности теплотехнических объектов города и обеспечивающей экономию топлива в размере не менее 20-25%, учтенной при планировании развития системы теплоснабжения города в соответствии с существующим Генпланом, являются:

- строительство новых жилых и общественных зданий из конструкций с более высокими теплозащитными характеристиками;

- сокращение тепловых потерь при транспортировке тепла к потребителям путем использования более эффективных теплоизолирующих материалов и более высокого качества строительства;

- внедрение теплосберегающих технологий;

- повышения теплозащитных показателей существующих зданий и сооружений при капитальном ремонте;

- сокращение подачи тепла от ТЭЦ Мосэнерго в города ближайшего Подмосковья;

- отказ от строительства новых ТЭЦ;

- использование современных децентрализованных тепловых установок для уникальных объектов, центральных районов города и районов, удаленных от существующих тепловых сетей с затрудненной прокладкой новых коммуникаций;

- улучшение теплоснабжения северных и восточных районов города путем прекращения подачи тепла от ТЭЦ № 21 в г. Химки, компенсируемого строительством самостоятельного крупного источника тепла ГТУ-ТЭЦ, и сохранения подачи тепла в район Люберцы от ТЭЦ № 22 на существующем уровне.

В целях ресурсосбережения, повышения надежности и эффективности функционирования, снижения воздействия на окружающую среду и обеспечения растущей электрической нагрузки в объеме 9,5-9,7 млн. кВт Генеральным планом предусмотрены следующие основные направления в области электроснабжения города:

- внедрение электросберегающих мероприятий во всех сферах потребления с введением дифференцированных тарифов за пользование электроэнергией;

- строительство новых и реконструкция существующих питающих центров на напряжение 110, 220 кВ;

- применение в системе электроснабжения Москвы ГТУ-ТЭЦ малой мощности, тепловых насосов и других источников нового поколения, обеспечивающих децентрализацию общей системы, в т.ч. строительство источников малой мощности для обеспечения делового центра "Москва-Сити", свободной экономической зоны в Ново-Подрезково, жилых районов Кожухово, Щербинка, крупных административных центров;

- высвобождение территорий, занятых воздушными ЛЭП;

- развитие существующих Московских теплоэлектроцентралей путем замены турбогенераторов, выработавших свой ресурс, новыми, той же мощности;

- размещение основного объема необходимого строительства источников нового поколения экологически чистых электростанций небольшой мощности на базе парогазовых, газотурбинных и газодизельных установок в городах и крупных поселках городского типа, расположенных в центральной части Московской области, что позволит высвободить электрическую мощность на Московских ТЭЦ для использования потребителями г. Москвы.

На рисунке 3 представлена возможная схема интеграции тепловых насосов в систему энергоснабжения объектов городского хозяйства. Как видно из рисунка, предлагаемая схема обеспечивает экономию 60% первичного топлива.

Рис. 3

В таблице 1 приведены существующие и планируемые Генеральным планом на период до 2020 г. электрические и тепловые нагрузки г. Москвы. Представленный в таблице вариант теплоснабжения Москвы с использованием теплонасосных систем теплоснабжения (ТСТ) предполагает использование для привода тепловых насосов 5000 МВт установленных мощностей ТЭЦ по выработке электроэнергии.

гелиотермальная энергетика — Нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи, и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах). Термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор).

Инженерная графика

 

Сопромат