Сегодня мы живем в эпоху углеродной «грязной» экономики, в которой основными источниками энергии являются уголь, нефть, газ. Разнообразные отходы процессов производства генерации энергии отравляют все, что дышит, питается и размножается, включая растительность. В условиях неуклонного роста энергопотребления биосфера Земли поставлена на грань выживания.
Определения понятия и смысла «зеленой» экономики неоднозначны и в общем заключаются в обеспечении «чистой» среды обитания. Для этого прежде всего источники энергии должны быть «зелеными», то есть чистыми и возобновляемыми – ветер, солнце, вода и, с некоторыми оговорками, атом.
Опыт некоторых зарубежных стран
Швеция: стала первой страной в мире, предложившей конкретный план действий по снижению объемов использования традиционных энергоносителей. До 2020 г. она собирается стать первым в мире государством, полностью отказавшимся от углеводородного топлива. Для этого ежегодно в Швеции строится порядка 30 тысяч станций для использования тепла геотермальных источников. Недавно Швеция объявила, что к 2015 – 2020 гг. страна должна полностью перейти на обеспечение своих потребностей в энергоресурсах за счет использования ВИЭ.
До 2020 года Франция направит инвестиции в объеме 450 млрд. евро в энергосбережение, возобновляемые источники энергии и экологию. На долю государственного сектора приходится около 170 млрд. евро.
В Великобритании задекларировано развитие экономики с низким уровнем выброса двуокиси углерода и «зелеными технологиями» как стратегия национального развития. В частности, обнародованы «зеленые» проекты, нацеленные на создание 100 тысяч рабочих мест в строительстве школ, больниц и железных дорог. Кроме того, несмотря на сокращение бюджетных расходов в рамках антикризисной политики, заявлено о приоритетности максимального сохранения «зеленых» проектов. Прежде всего, речь идет о создании Банка «зеленых» инвестиций (Green Investment Bank), на который в бюджете страны заложено 1 млрд. фунтов стерлингов.
В США планируют к 2020 году 25% электроэнергии получать за счет возобновляемых источников энергии. Планируемые инвестиции на эти цели – 150 млрд. долл., что позволит создать до 5 миллионов новых рабочих мест.
Президент Б.Обама поставил несколько амбициозных задач. Он, в частности, предложил сделать США первым государством в мире, которое к 2015 году будет иметь на своих дорогах 1 млн. электромобилей; добиться того, чтобы к 2035 году 80% производимой в стране электроэнергии имело «чистое» происхождение, т.е. чтобы для его выработки использовались ветер, солнце, ядерные материалы, «чистый» уголь и природный газ.
Южная Корея – первая страна в мире, объявившая «зеленый» рост своей национальной стратегией. В июле 2009 года были приняты пятилетний план развития «зеленой» экономики, включающий 50 проектов, «Рамочное законодательство в поддержку «зеленого» роста», «Закон о циклической экономике», «Закон о ВИЭ». «Зеленые» инвестиции составили 9,3 миллиарда евро. Они пошли на разработку «зеленых» видов транспорта, альтернативных источников пресной воды, технологий переработки отходов. Еще 19,3 миллиарда евро потрачены на предоставление займов и сокращение налогов для бизнеса, занятого развитием парков, озеленением, обустройством рек в городах страны.
Ситуация в Казахстане.
На сегодняшний день в Казахстане основным источником получения энергии являются уголь и газ – 80%, на гидроресурсы приходится 19%, на возобновляемые источники (ветер, солнце) – 1%. Атомных электростанций пока нет.
В нашей стране, как и в мире, будущее энергетики связано с развитием альтернативных источников, в том числе новых форм ядер- ной энергетики. Пока что мы находимся лишь в начале пути к «зеленой» энергетике, однако некоторые успехи в этом деле уже наличествуют.
Следует отметить, что Казахстан располагает благоприятными природными условиями (ветер, солнце) для массового применения ВИЭ. С 2010 в Акмолинской области эксплуатируются автономные энергетические установки нацкомпании «Казатомпром» на основе ветровой и солнечной энергии. В частности, широко известен проект «Ветровая роторная турбина Болотова». Эта уникальная разработка казахстанского ученого, доктора технических наук Альберта Болотова. «Виндротор Болотова» представляет собой вертикально-осевую роторную турбину с двумя вращающимися в противоположных направлениях модулями. Такая конструкция может вырабатывать ток даже при низких скоростях ветра, когда традиционный «ветряк» не работает. При этом КПД установки – 43%. По техникоэкономическим показателям «Виндротор Болотова» является казахстанским ноу-хау и не имеет аналогов в мире. На сегодня бесперебойно и эффективно работает более 60 таких электростанций, производимых на заводе в Астане, в отдаленных регионах Казахстана и в ближнем зарубежье.
Определенные достижения мы имеем и в освоении солнечной энергии на базе отечественных солнечных панелей астанинского завода «Астана Solar» из собственного сырья (кремния). В г.Капчагае в конце 2013г. введена в эксплуатацию первая промышленная солнечная электростанция 2 МВт с перспективой доведения мощности до 100 МВт. На солнечной энергии работают насосы, подающие воду для жителей Шымкента. Малые солнечные электростанции устанавливаются на фермах отгонного животноводства и отдельных жилых домах.
Проблемы использования ВИЭ
При всей своей привлекательности в широком и повсеместном применении ВИЭ имеется немало уязвимых мест. Во-первых, зависимость от погодных условий. На случай отсутствия ветра или солнца необходимо устраивать дополнительные мотогенераторы или аккумуляторы, что приведет к значительному удорожанию затрат. Во- вторых, по техническим причинам размеры самих ветро и солнечных ЭС, а следовательно и их мощность, ограничены. В-третьих, сравнительно дорогая цена электроэнергии. Так, если жители Алматы в зависимости от нормы потребления оплачивают за 1 кВт-час электроэнергии от 14,3 до 24,3 тенге, то стоимость 1 кВт-час ветровой электроэнергии определен в 19 тенге, солнечной 29 тенге. Существуют и проблемы интеграции электростанций на ВИЭ в уже существующую энергосистему страны.
Таким образом, используя ветер и солнце можно успешно решить актуальную для Казахстана проблему электроснабжения отдаленных малых населенных пунктов и точек отгонного животноводства. Однако обеспечить «зеленой» энергией средние и крупные города и промышленные предприятия в обозримом будущем нереально.
Бесперспективным для Казахстана источником «зеленой» энергии является биотопливо (т.е. спирт), поскольку для его производства иного сырья, кроме ценного продовольствия (зерно, картофель) практически нет.
Что касается гидроресурсов, то они в Казахстане практически уже все задействованы. Оставшиеся малые горные реки имеют лишь местное значение.
Каким же источником тепловой и электроэнергии отдать предпочтение чтобы, во-первых, избежать дефицита энергии, во-вторых, обеспечить процветание «зеленой» экономики?
Этот и другие вопросы обсуждались в рамках прошедшего в ноябре 2013 года в Астане VIII Евразийского форума KazEnergy.
Планы на будущее
Для Казахстана баланс источников энергии к 2030 году вырисовывается приблизительно таким: в разной степени «зелени» источники – 39,5%, в том числе ветер и солнце – 10% (оптимистический прогноз), гидро – 17%, газ – 9%, атом – 3,5%, био – доли процента, остальные 61,5% это уголь плюс продукт переработки нефти – мазут.
Таким образом для казахстанцев эксперты прогнозируют еще на долгие годы использование в качестве основного источника всех видов энергии уголь. Правда можно утешиться обещаниями специалистов-энергетиков что уже в ближайшие годы угольная энергетика будет переведена на «чистые» технологии. Благодаря новейшим достижениям науки и техники в этой области вредные отходы от сгорания угля – копоть, ядовитые газы, зола – будут сведены к минимуму.
Радикальными в этом отношении представляются разработки Национальной энергетической лабораторией в Питсбурге (США) технологий предварительной очистки угля от вредных примесей. В Казахстане в последние годы интенсивно реконструируются системы золоудаления и электрофильтры дымоочист- ки на ТЭС.
В принципе энергетика Казахстана (по оптимистичным прогнозам) может оставаться в основном углеродной 100-150 лет, после чего запасы угля, нефти, газа иссякнут. Практическим решением проблемы замены невозобновляемых источников энергии возобновляемыми международное научное сообщество занимается вплотную последний десяток лет. Не остается в стороне от этой работы и Казахстан.
В Концепции по переходу республики к «зеленой» экономике, утвержденной Указом Президента от 30 мая 2013 г., обозначены основные принципы и подходы выполнения этого грандиозного проекта, в том числе по диверсификации энергетики.
В рамках осуществления Программы ФИИР намечено осуществление ряда проектов строительства ветровых и солнечных электростанций. Среди них (не считая малых проектов) Ерейментауская ВЭС мощностью до 300 МВт, которая станет показательным источником электроснабжения международной выставки ЭКСПО-2017, Шелекская ВЭС 300 МВт, Сары- суская ВЭС 100 МВт. В ЮжноКазахстанской области намечено 7 проектов СЭС общей мощностью 340 МВт, в Жамбылской области 9 проектов СЭС на 186 МВт (для сравнения: мощность Капчагайской ГЭС 430 МВт). Это лишь малая доля примеров массового строительства ветровых и солнечных электростанций, призванных увеличить удельный вес выработанной ими электроэнергии за ближайшие 15 лет в 10 раз. Запланировано также строительство множества небольших ГЭС на горных реках ЮгоВосточной части Казахстана.
Одним из направлений оздоровления окружающей среды является устройство «зеленых» зон в городах. По примеру Западной Европы (Марсель, Бордо, Гренобль, Фрайбург, Ницца и др.) разработан проект создания «зеленых деревень» вокруг Астаны, где будут использоваться только «чистые» технологи и источники энергии.
Однако по объективным причинам, указанным выше, ветер, солнце и вода не могут сполна удовлетворить бурно возрастающие потребности человечества в энергии. По мнению многих экспертов будущее существование человечества связано в основном с ядерной и термоядерной энергетикой, несмотря на распространенные в обществе радиофобийные настроения.
Уже сегодня в 30 странах эксплуатируется 194 АЭС с 435 реакторами. В производстве электроэнергии АЭС занимают во Франции – 77,8%, Словакии – 54,5%, Бельгии – 51,9%, Швеции – 37,9%, Швейцарии – 35,5%, США – 20%. Из крупных государств от ядерной энергетики отказалась только Германия, надо полагать – временно. В Республике Казахстан АЭС пока нет, хотя для этого имеются все необходимые предпосылки: наша страна занимает второе место в мире по разведанным запасам урана, имеются инфраструктура и квалифицированные специалисты для проведения фундаментальных и прикладных исследований в ядерной энергетике, в том числе обеспечении безопасности АЭС.
Как известно, в настоящее время Правительство РК рассматривает вопрос о строительстве в Казахстане первой АЭС с реакторами 4-го поколения, обеспечивающими усиленную степень безопасности.
Кроме того, судя по информации в прессе, в мире серьезно заговорили о скором наступлении эры термоядерной энергетики, основанной на процессе синтеза атомов гелия из атомов водорода (такие реакции являются источником энергии Солнца). Ожидается, что к 2027 году будет построена первая термоядерная электростанция мощностью 500 МВт.
В принципе термоядерная генерация может стать основным источником энергии на века, поскольку запасы топлива – водорода – практически неисчерпаемы. При этом термоядерный реактор намного безопаснее традиционного ядерного реактора.
Ожидается что ответы на многие проблемные вопросы «зеленой» энергетики будут получены благодаря предстоящей в Астане международной выставки ЭКСПО-2017, которая будет проходить под девизом «Энергия будущего».
Источники:
- Материалы газеты «Казахстанская правда» за 2015 – 2016 годы.
- https://strategy2050.kz/ru/news/1 211/
- http://articlekz.com/article/
- http://www.karlib.kz/
- http://www.kazpravda.kz