Перспективы использования альтернативных источников энергии

Введение
Актуальность работы. В конце ХХ в. человечество осознало необходимость поиска возобновляемых источников сырья для производства топлива, альтернативного ископаемому. Это обусловило появление и развитие новой научной области – биоэнергетики, направленной на раз работку способов получения возобновляемой и экологически безопасной энергии.
Согласно оценкам экспертов, запасы нефти истощаются и будут исчерпаны в течение 50-100 лет при современных объемах потребления, что вынуждает искать возобновляемые источники энергии. Следствием возрастающего использования ископаемых видов топлива выступает загрязнение окружающей среды. Известно, что во многих городах мира автотранспорт – самый крупный источник загрязнения. В составе выхлопных газов, образующихся при сгорании нефтепродуктов, содержится более 300 соединений, наносящих вред окружающей среде: углеводороды, оксиды углерода, азота, серы и др. Интенсивное использование ископаемого топлива привело к заметным изменениям в глобальном цикле углерода, а именно к резкому увеличению эмиссии техногенного углекислого газа, что может быть причиной роста температуры атмосферы .
Проблемами на пути развития альтернативной энергетики в России являются :
– наличие сравнительно дешевых видов традиционного сырья и низкая стоимость его транспортировки, что делает невыгодным производство альтернативной энергии в промышленных масштабах во многих регионах России;
– дефицит финансовых ресурсов у потенциальных инвесторов, вызванный последствиями глобального кризиса;
– высокие сроки окупаемости затрат, связанных со строительством и эксплуатацией альтернативных источников энергии;
– сравнительно небольшие масштабы энергии, производимой альтернативными источниками, что не позволяет полностью обеспечить спрос на нее;
– отсутствие достаточного количества российских научных разработок в области альтернативной энергетики, что требует использования зарубежного опыта и закупки иностранного оборудования и технологий;
– отсутствие длительного исторического опыта эксплуатации альтернативных источников энергии, что подтверждало бы их эффективность в долгосрочной перспективе;
– отсутствие культуры использования альтернативных источников энергии в российском обществе.
Кроме того, каждый вид альтернативной энергии обладает собственными недостатками применительно к российской действительности (финансовыми, географическими, техническими и проч.). С другой стороны, альтернативная энергетика имеет несомненные преимущества, среди которых важнейшими являются :
– ее высокая экологичность;
– возобновляемость большинства видов альтернативной энергии (солнца, ветра, приливов и т. п.);
– низкая стоимость эксплуатации энергетических установок;
– сравнительная безопасность для людей на стадии производства энергии;
– низкие трудозатраты на стадии производства;
– экономичность использования альтернативных источников энергии, особенно при ее производстве для применения в быту, а не в промышленных масштабах.
Перспективы использования альтернативных источников энергии в мировом хозяйстве связаны также с ожидаемым формированием топливного дефицита в традиционной энергетике. По прогнозам Европейской комиссии, к 2020 г. в странах Евросоюза в альтернативной энергетике будет создано 2,8 млн рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП Евросоюза.
В современных условиях эксперты и ученые выделяют следующие основные направления альтернативной энергетики:
– солнечная энергетика (в том числе гелиоэнергетика),
– ветроэнергетика,
– энергетика волн и приливов,
– геотермальная энергетика,
– космическая энергетика,
– водородная энергетика,
– биотопливо.
В основу данной классификации положен принцип альтернативного источника энергии, то есть способа, устройства или сооружения, посредством которого вырабатывается энергия. Если в традиционной энергетике источниками энергии выступают, как правило, уголь, нефть, нефтепродукты и газ (лишь в гидроэнергетике это движущаяся вода, а в атомной – атом), то в альтернативной энергетике источниками становятся солнце, ветер, волна, водопад, космическое излучение, биомасса и т. д.
Цель настоящего исследования – изложить перспективы использования альтернативных источников энергии в мире и в России в частности.
Анализ стоящих перед исследователями проблем и вызовов в области производства возобновляемых источников энергии (ВИЭ) позволяет, на наш взгляд, определить пути дальнейшего развития этого перспективного направления биоэнергетики.

Оглавление
Введение 3
Глава 1. Анализ современного состояния топливно-энергетического баланса 6
1.1 Нефть, газ и электроэнергетика 6
1.2 Угольная промышленность 15
1.3 Альтернативные источники энергии 19
Глава 2. Характеристика возобновляемых источников энергии 28
2.1 Энергия солнца и ветра 28
2.2 Энергия биотоплива и биогаза 38
2.3 Энергетическая мощь приливов 42
Глава 3 Анализ и перспективы использования альтернативной энергетики в РФ 52
3.1 Зарубежный опыт использования альтернативных источников энергии 52
3.2 Характеристика альтернативных источников энергии применяемых в РФ 65
3.3 Перспективы использования альтернативной энергетики в РФ 68
Заключение 76
Список литературы 80
Приложения 84


 

Заключение
Россия имеет достаточные запасы и является одним из основных экспортеров углеводородных энергоносителей. Поэтому мотивацией развития производства и использования биоэнергетических видов топлива в нашей стране, в отличие от стран-импортеров нефтегазового топлива, является укрепление позиций ведущей энергетической державы благодаря расширению номенклатуры экспортируемых энергоносителей, включая биологические, при одновременном возможном сокращении экспорта углеводородных видов топлива и сохранении их запасов для будущих поколений.
Немаловажными мотивами развития биоэнергетики в нашей стране являются удовлетворение потребностей животноводства в кормовом белке, прежде всего шроте, который является побочным продуктом производства биотоплива, дополнительное производство в аграрном и лесном секторах экономики конкурентоспособной, в том числе и экспортной, продукции, снижение энергозависимости сельскохозяйственного производства, создание дополнительных рабочих мест и, конечно, защита окружающей среды от загрязнения отходами сельского (включая отходы животноводства), лесного хозяйства, лесопромышленного комплекса и деревообрабатывающих предприятий органическими бытовыми и другими отходами.
Приоритетными видами биоэнергетических ресурсов в нашей стране являются: биодизель на основе рапсового масла; биоэтанол на основе сахарного сорго; биогаз из отходов животноводства и птицеводства; биотоплива, получаемые методами пиролиза из органических отходов (жидкое, газообразное, твердое); твердое биотопливо из отходов леса и деревообработки (топливные брикеты, пеллеты и гранулы); биобутанол из органического сырья, содержащего целлюлозу. Это делает актуальным проблему организации производства биогаза.
Прогнозно-сырьевая база биоэнергетики и объемы производства биотоплив в России к 2020 г. видятся следующими. В России площадь пашни — 115 млн га (39 млн га залежи к сегодняшней площади), из которых 8 % (9 млн га) возможно использовать под технические культуры, в том числе 7 млн га под рапс для биодизельного топлива и 2 млн га под сахарное сорго для биоэтанола — заменителя бензина.
При реальной урожайности 2,5 т/га сбор маслосемян может составить порядка 17,5 млн т, или 5.5 млн т рапсового масла и 11 млн т шрота.
При урожайности 50 т/га сбор биомассы сорго может составить около 100 млн т, из которых можно произвести около 3,0 млн т биоэтанола.
При производстве биоэтанола будет получено 30 млн т барды, из которой можно получить 1 млрд м3 биогаза.
Из отходов крупных животноводческих комплексов и птицефабрик можно будет получать до 730 млн м3 биогаза в год.
При современном объеме производства пиломатериалов (более 20 млн м3) образуется около 1.6 млн м3 опилок, из которых можно получить около 400 тыс. т топлива, равноценного дизельному.
Ежегодные отходы лесопроизводства составляют 42 млн м3, при использовании 30 % которых для производства пеллет можно будет производить их ежегодно до 1,5 млн т.
Основными сдерживающими факторами развития биоэнергетики в России назовем следующие:
• отсутствие государственной программы развития биоэнергетики и соответствующей законодательной базы;
• отсутствие правового механизма регулирования отношений в сфере биоэнергетики и стимулирования ее участников;
• отсутствие координирующего органа по биоэнергетике;
• дефицит финансовых ресурсов и инвестиций, дорогие кредиты, отсутствие налоговых послаблений и льгот;
• отсутствие поддержки научно-исследовательских инициатив и финансирования пилотных проектов в сфере производства биотоплив и др.
Учитывая актуальность проблемы, президент РФ указом от 04.06.2008 г. поручил правительству РФ:
• разработать пакет федеральных законов, стимулирующих развитие биоэнергетики и усиление ответственности за сохранность природной среды;
• обеспечить бюджетную поддержку и стимулирование проектов использования возобновляемых источников энергии.
Кроме того, президент РФ поручением от 04.12.2006 г. Пр2097 и правительство РФ поручением от 27.08.2007 г. МФП94222 установили необходимость принятия мер по ускорению развития производства и потребления биотоплива. В соответствии с этими поручениями Минсельхозом России разработан и утвержден план мероприятий от 04.10.2007 г., где предусмотрены создание центра развития биоэнергетики в России и разработка федерального закона «Об основах развития биоэнергетики в Российской Федерации». Основная идея проекта федерального закона состоит в законодательном регламентировании общественных отношений в сфере:
• развития в сельском и лесном хозяйстве страны производства (добычи) биоэнергетического сырья, производства из него биотоплива и его использования;
• развития в стране широкомасштабного производства биоэнергетических ресурсов из биоэнергетического сырья растительного происхождения непродовольственного назначения, отходов сельского и лесного хозяйства, лесопромышленного комплекса и деревообрабатывающих предприятий, органических бытовых и других отходов;
• обеспечения улучшения экологической ситуации в стране посредством использования отходов сельского и лесного хозяйств, иных органических отходов для производства биоэнергетических ресурсов.
Целью разработки законопроекта является создание правовых условий для реализации единой государственной политики и ликвидация имеющихся пробелов в правовом регулировании отношений в сфере производства (добычи) биосырья, его переработки, оборота и использования биоресурсов путем замены невозобновляемого углеводородного топлива на топливо, получаемое из растительного возобновляемого сырья.
Принятие законопроекта позволит создать условия для реализации единой государственной политики в развитии производства (добычи) биологического сырья, его переработки, оборота и использования биоэнергетических видов топлива на территории Российской Федерации, повысить эффективность регулирования отношений в указанной сфере деятельности, что обеспечит улучшение социально-экономической и экологической ситуации в стране.




 

Список литературы
1. Аль-Бермани А.Г. Гидроэлектроэнергия // Молодой ученый. 2015. № 5 (85). С. 115-118.
2. Андреенко Т.И., Рустамов Н.А., Соловьев А.А. О разработке российских стандартов по биоэнергетике // Труды международной научно-технической конференции Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. 2012. Т. 4. С. 261-267.
3. Бушуев В., Кобец Б., Лизалек Н., Васильев В. Энергетическая политика. Интеллектуальное развитие электроэнергетики с участием "активного" потребителя. – М.: Энергия, 2013. - 84 с.
4. Газовая промышленность мира 2010. Экономико-статистический обзор. – М.: ООО "Газпром ЭКСПО", 2011. – 285 с.
5. Данилина М.В., Ерошкин C.Ю. Анализ деятельности топливно-энергетического комплекса России // Компетентность. 2014. № 9-10 (120-121). С. 35-42.
6. Зайцева Д.И. проблемы и экономические пути эффективного развития сырьевой базы углеводородов в РФ // Экономика и предпринимательство. 2014. № 5-1 (46-1). С. 740-743.
7. Калинов В.В., Бодрова Е.В. О значимости эффективной государственной политики в нефтегазовой сфере в новых геополитических условиях // Управление инновациями: теория, методология, практика. 2014. № 10. С. 43-50.
8. Канищева Т.В. Об использовании энергии движения в альтернативных источниках энергии // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 5-2. С. 47a.
9. Кондратов Д.И. Участие России на мировом энергетическом рынке: проблемы и перспективы развития // Российский внешнеэкономический вестник. 2015. Т. 2015. № 3. С. 91-105.
10. Копылов А. Экономика ВИЭ. – М.: Грифон, 2015. - 364 с.
11. Краснопевцева И.В., Краснопевцева Е.А., Мальцев С.А., Козина Л.Н. Инновационные подходы к экономии энергетических ресурсов // Вестник НГИЭИ. 2014. № 12 (43). С. 48-53.
12. Летягина Е.Н., Беляев П.Н. Основные направления государственной региональной политики в сфере повышения эффективности функционирования топливно-энергетического комплекса // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. С. 454.
13. Мастепанов А.М. И еще раз о необходимости перехода экономики России на ресурсно-инновационный путь развития // Бурение и нефть. 2014. № 11. С. 4-6
14. Межевич В.Е. Развитие электросетевого хозяйства и обновление технологической инфраструктуры передачи и потребления электроэнергии // Энергетическая политика. 2014. № 3. С. 55-63.
15. Овсянников Е.М., Клюкин П.Н., Кецарис А.А., Акимов А.В. Альтернативный источник электрической энергии на автомобиле: использование энергии отработавших газов // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2014. Т. 1. № 1 (19). С. 45-50.
16. Паллаг С.П., Жуков В.А., Жгун М.А. Альтернативные источники энергии: некоторые результаты исследований преобразователей энергии морских волн. В сборнике: Инновации в науке, образовании и бизнесе-2014 Труды XII Международной научной конференции. Под редакцией В.А. Волкогона. Калининград 2014, 2014. С. 338-340.
17. Поминов В.Ф. В поисках выхода из кризиса: системный подход к оценке и прогнозированию мировой энергетики // Экологический вестник России. 2015. № 2. С. 1-14.
18. Посысаев Ю.Ю. Конкуренция альтернативных видов энергии на мировом рынке // Российский внешнеэкономический вестник. 2014. № 8. С. 68-88.
19. Программа инновационного развития ОАО "Газпром" до 2020 г. – М.: ОАО "Газпром", 2011. – 385 с.
20. Растова Ю.И., Шматко З.Т. Проблемы и перспективы отечественной биоэнергетики // Вестник экономической интеграции. 2011. № 2. С. 98-102.
21. Родионова И.А., Шувалова О.В. Некоторые структурные особенности развития мировой энергетики, основанной на альтернативных возобновляемых источниках энергии // Вестник Финансового университета. 2011. № 5 (65). С. 74-82.
22. Родионова И.А., Шувалова О.В., Бесчастная И.С. Особенности энергетической политики некоторых государств в области развития альтернативной энергетики // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экономика. 2013. № 3. С. 28-37.
23. Рожкова Д.Н., Малышева В.Л., Красимирова С.С. Энергия ветра - альтернативный источник будущего // Вестник магистратуры. 2015. № 1-1 (40). С. 29-31.
24. Рыженко В.Ю. Нефтяная промышленность России: состояние и проблемы // Перспективы науки и образования. 2014. № 1 (7). С. 300-308.
25. Синюрин А.А., Сытник Д.Е. Перспективы и актуальные проблемы развития альтернативной энергетики в России и мире // Инноватика и экспертиза: научные труды. 2011. № 2. С. 85-108.
26. Синюрин А.А., Сытник Д.Е. Перспективы и актуальные проблемы развития альтернативной энергетики в России и мире // Инноватика и экспертиза: научные труды. 2011. № 2. С. 85-108.
27. Стенников В.А. "Альтернативная котельная" - путь в никуда для теплоснабжения // Новости теплоснабжения. 2014. № 7. С. 10-16.
28. Стенников В.А. О реформировании теплоснабжения России // Энергосбережение. 2014. № 6. С. 62-67.
29. Сысоева М.С. О геотермальной энергии как альтернативном источнике энергии: прошлое, настоящее, будущее // Дискуссия теоретиков и практиков. 2011. № 3-4 (5). С. 58-62.
30. Хорольский В., Таранов М., Шемякин В., Аникуев С. Прикладные методы для решения задач электроэнергетики и агроинженерии. Учебное пособие. Серия: Высшее образование. – М.: Форум, Инфра-М, 2015. - 176 с.
31. Филиппова К.Г. Альтернативные источники энергии // Вестник УГАЭС. Наука, образование, экономика. Серия: Экономика. 2014. № 1 (7). С. 214-215.
32. Цавкелова Е.А., Нетрусов А.И. Получение биогаза из целлюлозосодержащих субстратов (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2012. Т. 48. № 5. С. 469.