Дипломная (вкр): Анализ традиционных и нетрадиционных источников энергии в Казахстане

В таких странах как США, Дания, Канада, Австрия, Швеция на долю биоэнергетики приходится 4%, 6%, 7%, 14%, 16% соответственно. Обстановка с потенциалом биоэнергии в Казахстане на сегодняшний является таковой: леса, заняли 10 млн. га, а это составляет 4% от всей территорий страны. Энергетический запас древесных отходов - более 200 000 т. Солома в Казахстане является важным биоресурсом. Даже при использовании 20% объема производимой в Казахстане соломы для энергетических нужд, то полученная энергия составила бы 87 ГВт.

Энергия приливов. Под влиянием небесных сил Луны и Солнца повышается уровень морской воды, при котором поток воды как во время прилива, так и во время отлива вращает установленную турбину, которая связана с электрогенератором, проводимым выработанный ток на ПЭС. По расчетным показателям при использовании энергии приливов, к примеру, для выработки электроэнергии, энергия мирового океана равна 1 млрд.кВт. Стабильная работа и гарантированная выработка электрической энергии; не наносит вреда окружающей среде; не приводит к таким последствиям как затопление земель и радиоактивное загрязнение - все это преимущества ПЭС.

2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАДИЦИОННЫХ И НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В КАЗАХСТАНЕ

2.1 Рациональное и эффективное использование энергетических ресурсов

Обладая значительным потенциалом ископаемых энергоресурсов (угля, нефти, газа, урана) наша страна в настоящее время занимает одно из последних мест по вопросам их сбережения. В западных странах потери электроэнергии составляют 10% , а теплоэнергии 6%. В Казахстане же данные цифры равны 40% и 30% соответственно, что связано со слабым государственным регулированием энергосбережения.

Сегодня мировое потребление энергии уже достигло мощности 10 • 109 кВт, т.е. превысило допустимый уровень тепловых выбросов в 5 раз. Для того, чтобы понять почему происходит быстрый рост средней температуры приземной атмосферы, необходимо разобраться в физике глобальных процессов всей атмосферы Земли.

Инновационная модернизация энергосистем является глобальной тенденцией. Европейская энергетическая политика направлена на индустриальную трансформацию с созданием такой суперэнергосистемы, которая позволит использовать все имеющиеся доступные ресурсы и обеспечить прием любой необходимой альтернативной электроэнергии. Мы должны строить современные «умные» системы энергетики.

Введение в энергобаланс страны экологически чистой энергии возобновляемых источников - теплового потенциала геотермальных вод, ветровой и солнечной энергий, - позволит перейти от технологий простого сжигания органических ископаемых топлив на технологии с одновременным использованием и неограниченных запасов возобновляемой энергии, что явится важным шагом на пути решения стратегических задач, в частности, по устойчивому развитию Казахстана.

Мировая энергетика в значительной мере опирается на уголь, нефть и природный газ. Ископаемые виды топлива являются невозобновляемыми и ограниченными. Они сокращаются, становятся или очень дорогими, или слишком экологически вредными для извлечения. В отличие от них возобновляемые источники энергии, постоянны и никогда не закончатся

В Казахстане велики запасы углеводородного топлива, но здесь же имеется и огромный потенциал возобновляемых источников энергии; однако доля их участия в энергетическом балансе страны оставляет всего 0,2 - 0,3%.

Основу энергетического потенциала республики составляют крупные тепловые электростанции в количестве 59 единиц, суммарной мощностью около 19 000 МВт. Практически в каждом крупном городе, в основном, в областных центрах, функционирует мощная ТЭЦ, имеется несколько ГРЭС, в частности, Экибастузская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, первые блоки которой были введены в действие в период существования СССР, а в настоящее время идет ее расширение с вводом новых энергоблоков. Большая часть крупных электростанций (80%) работает на угле.

В Казахстане имеется 15 гидравлических электростанций суммарной мощностью более 2270 МВт, пять из которых имеет мощность более 100 МВт (Шульбинская - 700 МВт, Бухтарминская - 675 МВт, Усть-Каменогорская - 330 МВТ на реке Иртыш, Капчагайская - 364 МВт на реке Или, Чардаринская - 100 МВт на реке Сырдарья). Остальные ГЭС имеют мощность менее 10 МВт.

В Казахстане Единая энергетическая система объединяет все крупные энергоисточники при помощи линий электропередач (ЛЭП).

Для Казахстана характерна большая площадь территории - более 2700 км2 с населением около 16 млн. человек, средней плотностью населения менее 6 человек на 1 квадратный километр, и неравномерность расселения жителей республики - 60% населения проживает в городах, 40% - в сельской местности.

В этой связи особенно тяжелое положение в энергоснабжении складывается в малых городах республики и в ее сельскохозяйственной зоне, где нет крупных источников энергии, поэтому энергоснабжение осуществляется по линям электропередач (ЛЭП). Однако по данным ОАО «Казсельэнергопроект», из 120 тыс. километров линий электропередач 110 кВ и 35 кВ 34 тыс. км (т.е. 27%) требуют замены ввиду полного амортизационного износа, не соответствия климатическим и техническим условиям. Состояние с линиями электропередач таково, что если не принять мер по реставрации ЛЭП, мощность ряда электростанций республики в скором будущем может быть «запертой» ввиду отказов распределительных сетей.

По мнению специалистов ОАО «Казсельэнергопроект», в качестве альтернативы должны рассматриваться локальные электростанции или миниэнергосистемы, максимально приближенные к потребителям и использующие местные, в том числе, возобновляемые энергоресурсы.

В настоящее время в целом в РК ситуация в энергетике оценивается как нормальная. По данным 2009 года электростанциями страны выработано 78,4 млрд. кВт.ч электроэнергии, а потреблено 77,9 млрд. кВт.ч (99% от выработки, т.е. обеспечен баланс выработки и потребления). Но это в условиях, когда многие промышленные предприятия работают не на полную мощность, а многие вообще стоят ввиду банкротства. При работе промышленных предприятий на полную мощность, а также учитывая высокую степень износа генерирующего оборудования и необходимость выбраковки отработавших гарантированный срок оборудования, - в перспективе энергетика может не справиться со свой задачей, не говоря об опережающем ее развитии.

В этой связи альтернативная энергетика для Казахстана - это важная и разноплановая проблема. Доведение доли использования ВИЭ в целом по Казахстану до 20 -30% от общего энергобаланса, а впоследствии увеличение этого показателя, смогло бы сыграть важную роль при полном исчерпании ископаемых ресурсов. Поэтому межгосударственная деятельность в области нетрадиционных технологий, сотрудничество со специалистами России и зарубежья, повысила бы стимул к внедрению таких технологий в энергетику региона. При этом решилась бы проблема рационального и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов и сокращения вредного воздействия энергетического сектора на окружающую среду. И главным для этого считается необходимость применения соответствующего государственного регулирования с целью создания условий для привлечения инвестиций в энергосбережение, развитие ВИЭ.

На сегодняшний день развитие экономики обусловлено быстрым увеличением добычи нефти и в дальнейшем использовании природных ресурсов. Основными в этом процессе являются топливно-энергетически и минерально-сырьевые ресурсы, что в свою очередь в ближайшем будущем приведет к необратимым процессам загрязнения окружающей среды и приведению ее к непригодной для жизни человека. В процессе жизнедеятельности человека, потребление ресурсов, используемых для удовлетворения его различных нужд, остаются отходы, которые в последующем могут быть переработаны и будут являться источником ресурсов. Можно классифицировать ресурсы на энергетические и неэнергетические . Энергетические: нефть, газ, уголь, торф, водные ресурсы, солнечная энергия, энергия приливов и отливов, ветра; неэнергетические - все остальные. Также можно классифицировать природные ресурсы на две группы: неисчерпаемые(солнечная энергия, энергия приливов и отливов и т.д.), которые бывают воспроизводимыми и невоспроизводимыми.

Рациональное использование и сбережение ресурсов, является главным фактором перехода казахстанской экономики к пути экономического роста и развития, что в свою очередь будет единственным возможным путем развития конкурентоспособной экономики устойчивого экономического роста страны. Из упомянутого выше становится ясно, что эффективное и рациональное сбережение ресурсов, является основополагательным элементом экономического роста. Одной из основных причин, тормозящих процесс ресурсосбережения в промышленности - это нехватка средств на запуск эффективных проектов по ресурсосбережению. Следствием этого является экономический ущерб для страны в виде материальных проблем. Основными факторами решения данной проблемы являются переработка отходов производства, внедрение безотходных технологии, утилизация, комплексное использование сырья, которые отвечают требованиям конечного потребителя.

Важность создания технологии энергосбережения с недавнего времени приобрело огромное значение. Ежегодно увеличивающаяся потребность экономики в энергоносителях приводит к исчерпанию разрабатываемых месторождении, запасы которых, начали сильно уменьшаться. Например , объем сырьевых затрат в себестоимости переработки нефти превышает 70%, и уменьшение расходов на 1-2 % значительно повысило бы доходы предприятии, так как оптимизация переработки сырой нефти, является важным элементом снижения себестоимости. На сегодняшний день производственное потребление в РК показывает высокие расходы по отношению с расходами со странами с развитой экономикой. К сожалению, из-за нехватки инвестиционных средств и слабой инновационной мотивации промышленных предприятий быстрое обновление ресурсосберегающих и экологически безопасных технологии невозможно.

Возможные решения перехода и интеграции нашей экономики к ресурсосберегающему типу будущего развития необходимо:

-          использование передовых технологии по ресурсосбережению;

-          обновление энергоемких технологии, усиление теплозащиты, использование отечественных аналогов для замещения импортируемых продуктов в отрасли;

-          планомерный переход к более наукоемкой продукции, имеющей информационное, микро-, нано-, и биотехнологическое основание.

-          Использование экотехники и современных экотехнологии.

Основная часть (80%) энергетических потребностей ЕЭК ООН региона, а также львиная доля потребностей транспортного сектора, является ископаемое топливо. Это и есть причина глобального загрязнения воздуха. Появление парникового эффекта(на 70 %) напрямую связано с топливной энергетикой, кислотных дождей (на 50-90%), смога и тропосферного озона в приземном слое на (50-90%).

Очень большой резерв природных ресурсов способствовал быстрому экономическому развитию Казахстана. На сегодняшний день совокупность ресурсов, является фундаментом экономики республики, обозначающий устойчивое развитие республики. Этот комплекс стал основой для разностороннего развития экономики страны, являющейся основной целю в будущем.

2.2 Перспективы эффективного использования традиционных источников энергии

На сегодняшний день основным источником традиционной энергии все еще остается нефтегазовое сырье. Играя огромную роль в современной жизнедеятельности человека, казалось бы нефтегазовая отрасль является максимально безотходной и технологичной, но вопрос эффективности комплексного использования ресурсов недр(нефтегазовых) является актуальным. Например, с новых месторождении идут поставки сырья на НПЗ, на нем выделяют и перерабатывают 10-15 видов нефтепродуктов, при этом считается что ресурс был использован комплексно. При этом в расчет не идет до 40-45% тяжелого остатка-мазута, из которого при наличии соответствующих технологии мог бы быть получен большой ассортимент продукции. Мазут имеет в своем составе бензин, дизельное топливо, масла, группу углеводородов для полимеризации и т.д. Если сравнить потери легких углеводородов, то соотношение потерь у нас в стране по сравнению с другими экономически развитыми странами значительно выше.

Любая нефть является комплексным видом сырья, из которого можно выделить большой ряд нефтепродуктов. Переработанная нефть может иметь масляное, топливное или смешанное направление-это зависит от завода, на котором была проведена переработка. В развитых странах в отрасли существует принцип «Разведка-добыча-транспортировка-переработка» ориентированный на получение максимальной выгоды. К сожалению у нас смотрят на это с позиции загрузки свободных мощностей на определенных нефтеперерабатывающих заводах страны. Становится очевидно, что при таком подходе материальные потери будут большими по ряду причин. К примеру, при данном способе переработки, разделение нефтепродуктов из сырья происходит из смеси различной нефти, что в свою очередь приводит к ухудшению и ускоренному износу параметров и оборудования нефте- производства, а также это негативно сказывается на качестве готовой продукции.

Это означает, что должны быть разработаны иные варианты введения в процесс переработки и выбора из них те, которые могут показать максимально экономический эффект при комплексном и рациональном использовании сырья при соблюдении всех норм экономического баланса. Нефть остается важнейшим сырьем в мировой экономике, полная замена которой в ближайшем будущем необозрима. По прогнозам мировых экспертных агентств в 2020 году потребление первичных энергоресурсов на земле приблизиться к 16-18 млрд тонн топлива. Большую часть которого составит нефть и газ. Увеличение добычи нефтяного сырья становится тенденцией. Поэтому для отрасли в целом болезненным стал вопрос доставки сверх объемов извлеченных углеводородов на мировые рынки.

Транспортировка сырья, а именно нефтепроводный транспорт-это важнейшее звено нефтяной промышленности поскольку, он наиболее экономичен и совершенен с технической стороны. Результативность нефтепроводного транспорта можно увеличить, соблюдая следующие условия: усовершенствование нефтепроводной сети; потоков нефти на каждом направлении; параметров и технико-экономических показателей нефтепроводов и т.д. Не исключено, что в будущем трубопроводный транспорт будет производить транспортировку не только нефтяных продуктов, но и являться средством перевозки различных грузов. Учет таких задач, как эколого-экономические, технологические, организационно-управленческие, может способствовать решению вышеизложенных проблем.

Нефть и газ имеют ведущее место в развитии Казахстана. На сегодняшний день известно более чем 200 месторождении с общим запасом в 2,8 млрд тонн нефти и 1,7 трлн м3 газа. Увеличение добычи в будущем будет за эксплуатацией одного из самых больших нефтяных месторождении мира-Кашагане, резерв которого 1-1,5 млрд тонн. Около половины производимой нефти в Казахстане приходятся на такие гигантские месторождения как Тенгиз, Узень, Карачаганак. Возможно в скором будущем, среди нефтедобывающих стран мира Казахстану будет принадлежать одно из первых мест. Также предвидится, что экспорт нефти будет увеличиваться, составляющий в 2005 году более 39 млн. т, в 2010 году 60 млн. т, в 2020 году достигнет 78 млн. т.

Существование огромнейших ресурсов нефти и газа, возрастание цен на нефть за эти годы, дали нефтяной промышленности передовое значение в экономическом развитии страны. В 2005 году президент сказал, что «сегодня основным источником экономического роста является эксплуатация сырьевого потенциала страны».

Таблица 1. Прогнозный баланс производства и потребления нефти в РК (базовый сценарий), млн т