книги / Стратегия устойчивого развития

Недостатки малых ГЭС:

–зависимость выработки электроэнергии ГЭС от гидрологических и метеорологических условий;

–высокая относительная стоимость исследовательских и проектных работ при отсутствии типового проекта;

–большие, как правило, удельные капиталовложения;

–необходимость в дублирующей мощности при желании иметь достаточно надежный источник электроснабжения [137].

Достоинства малых ГЭС:

–существенная экономия органического топлива;

–доступность и возобновляемость дешевого источника энергии;

– непосредственная близость к потребителю, исключающая необходимость

впротяженных линиях электропередачи;

–большой срок службы;

–известная и не представляющая сложностей технология производства оборудования и строительных работ;

–простая эксплуатация, включающая возможность полной автоматизации обслуживания;

–минимальное отрицательное влияние на окружающую среду [137].

Строительство малых ГЭС с небольшими водохранилищами способствует развитию поливного земледелия, организации рыборазводных хозяйств, улучшению условийрайонноговодоснабженияисозданиюзонотдыха. Предложенияпостроительству новых ГЭС, в том числе и малых, на территории Российской Федерации надо рассматривать сучетом того, окупят лидоходы отвырабатываемой имиэлектроэнергии экологические и социальные ущербы, которые могут быть нанесены созданием водохранилищ [139].

Крупные ГЭС оказывают существенное влияние на окружающую среду [142, 143]. В процессе строительства нарушается естественный ландшафт. В период эксплуатации ГЭС, особенно на предгорных и равнинных территориях, затапливаются обширные земельные площади. Взоны затопления попадают населенные пункты, промышленные предприятия, кладбища искотомогильники, накопители сточных вод и золоотвалы, лесные массивы, пастбища, пахотные земли, болота, торфяники. Несмотря на большие высокозатратные работы по подготовке ложа водохранилищ к затоплению, они всегда, особенно в первые годы после затопления, негативно влияют на качество воды. Особенно большое неблагоприятное влияние оказывают такие явления, как переработка берегов в виде размыва, берегообрушения, переформирования старых и образования новых островов, мысов, кос и т. д. Образуются мелководья, идут процессы заболачивания, что ведет к увеличению выплода насекомых (комаров и гнуса), ухудшаются условия жизни гидробионтов.

В водохранилищах нарушаются стоковые течения. Это приводит к ухудшению условий смешения и разбавления сточных вод, превращению отдельных участков водохранилищ в отстойники – накопители загрязняющих веществ. При снижении

321

скоростей стоковых течений устанавливаются ветровые нагонные течения, которые приводят к дрейфу загрязненных масс воды в направлениях, не совпадающих со стоковым течением, и попаданию этих загрязнений в места водопользования, расположенные выше по течению, чем сбросы сточных вод.

Плотины, перегораживающие реки, мешаютпроходурыбкместамихестественного нереста, что определяет необходимость устройства специальных рыбопроводных устройств или рыбоподъемников.

Создание каскадов водохранилищ на равнинных реках оказывает большое влияние на микро- и мезоклимат, гидрофлору и фауну, ведет к исключению из хозяйственного пользования обширных земельных угодий, в основном наиболее ценных сельскохозяйственных, расположенных в долинах рек [47].

Равнинные ГЭС ведут к потере огромных площадей плодородных земель, которых в настоящее время не хватает для сельскохозяйственных нужд. Из-за небольшой высоты плотин на равнине (десятки метров) напор и энергоотдача равнинных рек оказываются незначительными, вырабатываемая ими энергия не оправдывает отчуждение под ГЭС больших территорий. На горных ГЭС плотины достигают огромной высоты. Например, высота плотины знаменитой Нарынской ГЭС в Киргизии достигает 250 м (это почти 100-этажный дом). А ведь это крайне сейсмоопасный район. Если здесь произойдет землетрясение, сравнимое по силе с ашхабадским (1948 год) илиташкентским(1966 год), ипрорветплотину, хлынувшаяводасмоетнетолькосотни поселков, но и сокровищницу мирового наследия – узбекский Самарканд [138].

С учетом негативных последствий сооружения ГЭС в перспективе доля гидроэнергетики не будет значительно возрастать из-за ограниченности ресурсов и территориальной емкости энергоустановок. Энергетическая проблема тесно связана с проблемой продовольственной, так как развитие гидроэнергетики связано с потерей плодородных пойменных земель в долинах равнинных рек. Например, полтора десятка гидроэлектростанций на реках европейской части России дают около 5 % производимой в стране электроэнергии, а их водохранилища вместе с преобразованными землями занимают площадь более 5 млн га, что с учетом ценности затопленных земель эквивалентно потере не менее 6 % пашни.

Экологический мониторинг объектов гидроэнергетики

Охрана водных ресурсов рек должна быть главенствующим звеном при их энергетическом освоении. В основе решения об использовании тех или иных водотоков обычно лежат результаты многолетних наблюдений (мониторинга) за состоянием окружающей среды в данном районе. При этом очень важно, чтобы получаемая в процессе мониторинга информация включала все параметры, необходимые для разработки конкретной энергетической системы. Частично такую информацию содержат результаты метеорологических наблюдений. Экологический мониторинг объектов энергетики необходимо тесно связать с комплексом природоохранных мер еще на стадии проектирования. Разработка проектов экологического оздоровления и благоустройства территорий и водоемов сооружений гидроэлектростанции долж-

322

ГЛАВА 26. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

Кто освоит энергосберегающие технологии, будет иметь горы хлеба и бездну могущества.

К.Э. Циолковский

На современном этапе развития мирового сообщества рациональное использование и экономия первичных топливно-энергетических ресурсов являются одним из основных приоритетов энергетической и экологической политики государства. При этом важнейшим инструментом реализации этой политики является энергосбережение, позволяющее обеспечить энергоэффективность экономики, снижение энергоемкости ВВП, что значительно сокращает масштабы прироста производства тепловой и электрической энергии в условиях дальнейшего роста экономики.

При потреблении энергии выделяют полезную составляющую и потери. Электроэнергетика использует только 30–35 % энергии, находящейся в ископаемом топливе. Черная металлургия эффективно использует только 55 % от всей получаемой энергии, атранспорт25 %. Всеговмиретолько50 % энергиииспользуетсяэффективно, а остальную ее часть составляют потери.

Для повышения конкурентоспособности производимых товаров и услуг должна быть снижена энергоемкость при их производстве, которая составляет значительную долю их стоимости.

Те отрасли экономики и страны в целом, которые проводят успешную работу по энергосбережению, добились уже в настоящее время и планируют решительное снижение в перспективе энергоемкости ВВП (табл. 26.1).

*т у.т. – тонны условного топлива

324

Основными направлениями энергосбережения являются:

–нормативно обоснованная экономия тепловой и электрической энергии, ее рациональное использование, расширенное использование альтернативных источников, энергосбережение;

–организация эффективной системы учета потребления и регулирования расходаэнергии, экономическаязаинтересованностьпотребителейэнергиивееэффективном использовании;

–изменение структуры промышленности, внедрение новейших энергосберегающих технологий в ведущих отраслях экономики: промышленности; жилищнокоммунальной сфере, сельском хозяйстве, транспорте, строительстве, позволяющих коренным образом снизить их энергоемкость.

В основу энергосбережения должны быть положены эффективные научные, организационные, нормативно-правовые, информационные и просветительские мероприятия, а также экономические и моральные стимулы. Основные научно-техниче- ские мероприятия энергосбережения представлены на рис. 26.1 [145].

В РФ в последние годы разработан ряд нормативно-правовых документов по энергосбережению и переводу экономики страны на новый энергоэффективный уровень. Среди них Федеральный закон «Об энергосбережении», Федеральная целевая программа «Энергосбережение России», ряд стандартов, региональных законов, реализация которых должна коренным образом изменить сложившееся отношение

кэнергосбережению и обеспечить реальное снижение энергоемкости ВВП страны до уровня развитых стран в среднесрочной перспективе.

Законодательство Российской Федерация об энергосбережении состоит из Федерального закона № 28-ФЗ и принимаемых в соответствии с ним других Федеральных законов, иныхнормативныхправовыхактовРоссийскойФедерации, атакжезаконов, нормативных правовых актов субъектов Российской Федерации по вопросам энергосбережения, принимаемых в соответствии с договорами по разграничению предметов ведения и полномочий между органами государственной власти Российской Федерации и органами государственной власти субъектов Российской Федерации.

Федеральный закон № 28-ФЗ «Об энергосбережении» действует на всей территории Российской Федерации.

Объектом государственного регулирования в области энергосбережения являются отношения, возникающие в процессе деятельности, направленной:

–на эффективное использование энергетических ресурсов при их энергосбе-

режении [145], добыче, производстве, переработке, транспортировке, хранении

ипотреблении;

–осуществление государственного надзора за эффективным использованием энергетических ресурсов;

–развитие добычи и производства альтернативных видов топлива, способных заменить энергетические ресурсы более дорогих и дефинитных видов;

–созданиеииспользованиеэнергоэффективныхтехнологий, топливо-энергопот- ребляющего и диагностического оборудования, конструкционных и изоляционных материалов, приборовдляучетарасходаэнергетическихресурсовидляконтролязаих использованием, систем автоматизированного управления энергопотреблением;

325

–сочетании интересов потребителей, поставщиков и производителей энергетических ресурсов;

–заинтересованности юридических лиц – производителей и поставщиков энергетических ресурсов в эффективном их использовании [144].

Анализ состояния проблемы энергосбережения в РФ позволяет сделать вывод

отом, что основные резервы реального снижения потребления первичных энергетических ресурсов сосредоточены в промышленном, строительном и жилищно-комму- нальном секторах экономики, которые формируют, в основном, уровень энергоемкости ВВП страны в целом.

По уровню потребления энергоресурсов промышленность занимает первое место в народном хозяйстве. Она потребляет более 50 % всего добываемого в стране топлива и вырабатываемой электроэнергии. Наибольшее потребление электроэнергии в промышленности приходится на черную и цветную металлургию, химическую, нефтеперерабатывающую, нефтехимическую и топливодобывающую промышленность, а также машиностроение и металлообработку. При этом коэффициент использования энергетических ресурсов в промышленности и энергетике составляет около 30 %, а по отдельным отраслям – лишь 5–20 %.

История развития энергосбережения в промышленности свидетельствует о том, что промышленный рост в большинстве развитых стран долгое время сопровождался высоким темпом роста энергопотребления, вызванного появлением все большего числа энергоемких производств, повышением энерговооруженности основных производственных процессов. Относительно стабильные низкие цены на энергоносители не стимулировали развития энергосбережения.

Мировойэнергетическийкризисвначале1970-хгодовопределилнеобходимость пересмотра сложившихся взглядов на энергопотребление и проведения работ по его рационализации и энергосбережению. Этот период явился началом проведения широкомасштабной энергосберегающей политики во всех странах мира. Рост цен на энергоресурсы стал одним из основных побудительных факторов проведения энергосберегающей политики.

В результате этого уже начиная с 1973 года было достигнуто существенное снижение расхода энергоресурсов, в первую очередь, за счет изменения структуры промышленного производства путем сокращения производства энергоемкой продукции и замены ее альтернативными малоэнергоемкими видами (например, замена металлов пластмассами и др.).

Так, например, вСШАтолькоза1980 годвыплавкасталисократиласьна21 млнт, производство чугуна – на 17 млн т, меди – 304 тыс. т (это – 20 % общего производства в 1979 году). Подобное положение характерно и для других промышленно развитых стран. При росте производства первичных энергоресурсов на 21 % суммарное энергопотребление за 1970–1980 годы возросло на 39 %.

Исследованияпоказывают, чтовструктуреэнергопотребленияпромышленности происходят важные изменения. До начала 70-х годов XX века в структуре потребления ТЭР в промышленности основную долю составляло первичное топливо прямого

327

использования, а теплопотребление составляло около 25 %. К концу 1990 года рост теплопотребления в промышленности привел к равенству долей топливо-теплопот- ребления [146].

Совершенствование технологических процессов теплоиспользующего оборудования, систем отопления, сокращение прямых потерь, улучшение режимов работы оборудования и другие мероприятия по уменьшению расхода тепловой энергии позволили снизить нормы удельного теплопотребления в подавляющем большинстве видов производств, что заметно снижает потребность в тепловой энергии на перспективу. Динамика удельных расходов тепловой энергии на производство основных видов продукции показана в табл. 26.2 [146].

В целом к 2015 году 68 % всего потребного прироста тепловой энергии будет обеспеченозасчетэкономиитепловойэнергиипутемпроизводстваеенатеплоутилизационных установках и использования нетрадиционных возобновляемых ресурсов.

Эффективному решению проблем повышения энергоэффективности РФ способствуетразвитиемеждународногосотрудничествавобластиэнергосбережения. Развитию такого сотрудничества в последние годы уделяется большое внимание, в том числе и на государственном уровне.

328

Международное сотрудничество Российской Федерации в области энергосбережения осуществляется в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Основными направлениями международного сотрудничества в области энергосбережения являются:

–взаимовыгодный обмен энергоэффективными технологиями с иностранными

имеждународными организациями;

–участие Российской Федерации, российских организаций в международных проектах в области энергосбережения;

–согласование показателей энергоэффективности, предусмотренных государственными стандартами Российской Федерации, с требованиями международных стандартов, а также взаимное признание результатов сертификации.

Международное сотрудничество является одним из важнейших элементов государственной энергосберегающей политики России, разработка и координация практической реализации которой поручена Минэнерго России. Создана норматив- но-правовая база сотрудничества, принят ряд постановлений Правительства, стимулирующих привлечение зарубежных инвестиций, сформирована организационная структура на федеральном и региональном уровнях, разработаны финансовые

иэкономические механизмы реализации энергосберегающих программ и проектов с участием зарубежных партнеров. Участие представителей Минэнерго России и то- пливо-энергетического комплекса в руководящих органах таких международных организаций, как Европейская экономическая комиссия ООН (Комитет по устойчивой энергетике, Комитет по экологической политике, Газовый центр), позволяет отстаивать политические и экономические интересы как ТЭК, так и России в целом в рамках мирового сообщества.

Основныминаправлениямисотрудничествасзарубежнымипартнерамивобласти энергоэффективности являются: совершенствование нормативно-правовойбазы, модернизация систем теплоснабжения, широкомасштабное внедрение возобновляемых источников энергии и использование местных видов топлива, разработка экономических механизмов практической реализации государственной энергосберегающей политикивусловиях перехода страны крыночной экономике, использование энергоэффективности в качестве инструмента решения экологических проблем, в частности, выполнения обязательств по снижению выбросов парниковых газов в соответствии с Киотским Протоколом, ратифицированным Советом Федерации России 27.10.04. Совместно с Великобританией ведется работа по повышению эффективности источников теплоснабжения на объектах социальной сферы и промышленности [146].

Опыт развитых стран в решении проблем энергосбережения на промышленных предприятиях показал, что весьма эффективным инструментом является разработка

иреализация энергосберегающих программ. Как правило, они имеют комплексный характер и включают ряд направлений работ:

1.Внедрение новых технологических процессов, оборудования машин и механизмов с улучшенными энерготехнологическими характеристиками.

329

2.Совершенствование действующих технологических процессов, модернизация

иреконструкция оборудования.

3.Использование вторичных энергетических ресурсов (ВЭР).

4.Использование низкопотенциального тепла, в том числе вентиляционных выбросов.

5.Организационно-технические и прочие мероприятия.

Работа по энергосбережению обычно проводится этапами:

–анализ энергетического баланса и определение достигнутого уровня энергоиспользования;

–выявление объектов (установок, участков, процессов и др.) неоправданно высоких расходов энергии и установление вызывающих их причин;

–разработка мероприятий по экономии энергии и оценка их эффективности;

–определение задач по экономии энергии и разработка планов их реализации;

–осуществление плана энергосберегающих мероприятий и оценка результатов. При этом важными являются организационные мероприятия – наведение поряд-

ка, учета и контроля за расходованием энергоресурсов [147].

Энергосбережение в различных секторах экономики существенно отличается по структуре и направлению мероприятий по повышению энергетической эффективности.

Так, повышение энергоэффективности в черной металлургии возможно за счет увеличения и оптимизации объемов металлургических агрегатов; создания новых технологических процессов, агрегатов и оборудования; разработки

исовершенствования технологических процессов на базе новейших достижений науки.

Одним из основных видов топлива в доменном производстве является дорогостоящий кокс. В связи с этим вопросы его экономии имеют важное значение.

Специалистами ЦНИИчермета установлено, что имеется реальная возможность снижения удельного расхода кокса на 1 т выплавляемого чугуна за счет применения в технологических процессах газа и мазута в сочетании с дутьем, обогащенным кислородом, повышения качества железнорудных материалов, повышения содержания железа в шихте.

Промышленные установки по очистке колосникового газа позволяют получить из него восстановительный газ. Использование его сокращает расход кокса на 30 %

иувеличивает производительность доменных печей на 20 %. Если оборудовать такими установками 8 доменных печей емкостью по 2000 м3 и выше, то ежегодно можно экономить 2,4 млн т кокса и сократить потребление природного газа в доменном производстве на 1,95 млрд м3 [146].

Большие резервы экономии энергоресурсов в машиностроении, цветной металлургии и других отраслях промышленности заключаются в более широком применении прогрессивных конструкционных материалов, пластмасс, клееных древесных конструкций.

330