Несомненно, что в ближайшей перспективе тепловая энергетика будет оставаться преобладающей в энергетическом балансе мира и отдельных стран. В этой связи рассмотрим некоторые пути и способы их использования, позволяющие существенно уменьшать отрицательное воздействие на среду. Эти способы базируются в основном на совершенствовании технологий подготовки топлива и улавливания вредных отходов. В их числе можно назвать следующие:
1. Использование и совершенствование очистных устройств. В настоящее время на многих ТЭС улавливаются в основном твердые выбросы с помощью различного вида фильтров. Наиболее агрессивный загрязнитель — сернистый ангидрид на многих ТЭС не улавливается или улавливается в ограниченном количестве. В то же время имеются ТЭС (США, Япония), на которых производится практически полная очистка от данного загрязнителя, а также от окислов азота и других вредных полютантов. Для этого используются специальные десульфурационные (для улавливания диоксида и триоксида серы) и денитрификационные (для улавливания окислов азота) установки. Наиболее широко улавливание окислов серы и азота осуществляется посредством пропускания дымовых газов через раствор аммиака. Конечными продуктами такого процесса являются аммиачная селитра, используемая как минеральное удобрение, или раствор сульфита натрия (сырье для химической промышленности). Такими установками улавливается до 96% окислов серы и более 80% оксидов азота. Существуют и другие методы очистки от названных газов.
2. Уменьшение поступления соединений серы в атмосферу посредством предварительного обессеривания (десульфурации) углей и других видов топлива (нефть, газ, горючие сланцы) химическими или физическими методами. Этими методами удается извлечь из топлива от 50 до 70% серы до момента его сжигания.
3. Большие и реальные возможности уменьшения или стабилизации поступления загрязнений в среду связаны с экономией электроэнергии. Особенно велики такие возможности за счет снижения энергоемкости получаемых изделий. В Японии такой расход был меньшим в три раза. Перспективно энергосбережение за счет перехода на наукоемкие технологии, связанные с использованием компьютерных и других слаботочных устройств.
Немалый эффект можно получить от переоборудования подстанций линий электропередач. По подсчетам, если заменить все устаревшие трансформаторы на современные, потери энергии снизятся по стране на 50 МВт. Возможно, имеет смысл вложить деньги в строительство завода по производству таких трансформаторов, это оборудование востребовано и на внешнем рынке. За счет установки систем компенсации так называемой реактивной электроэнергии (которая требуется для работы любого оборудования, имеющего электромоторы или катушки индуктивности) можно уменьшить непроизводительные затраты еще на 170 мегаватт. Потери энергии в системах отопления могут быть снижены на 70 МВт. В сумме имеем почти 300.
Одновременно следует активизировать внедрение энергосберегающих технологий. Швеция, которая расположена севернее Республики Беларусь, за десять лет в результате реализации программы энергосбережения снизила потребление электроэнергии на 2 тысячи МВт (при вдвое меньшей, чем в Беларуси, численности населения!). Это не намного меньше проектируемой мощности Белорусской АЭС. Для сравнения: потери тепла даже в кирпичных домах белорусов составляют 400 кВтч/кв.м. (в панельных — все 600), а у шведов — всего 140.
Население Беларуси потребляет четверть всей вырабатываемой электроэнергии и около шестидесяти процентов тепловой. Если грамотно провести разъяснительную работу, какую экономию семейному бюджету (кроме чисто бытового комфорта) на оплате за отопление дадут стеклопакеты вместо продуваемых ветром рам или замена старого утеплителя на крыше частного дома, многие люди постараются изыскать на эти мероприятия личные средства. А если еще и продумать механизм частичной компенсации населению подобных затрат, процесс пойдет значительно быстрее.
4. Не менее значимы возможности экономии энергии в быту и на производстве за счет совершенствования изоляционных свойств зданий. Реальную экономию энергии дает замена ламп накаливания с КПД около 5% флуоресцентными, КПД которых в несколько раз выше.
Крайне расточительно использование электрической энергии для получения тепла. Важно иметь в виду, что получение электрической энергии на ТЭС связано с потерей примерно 60-65% тепловой энергии, а на АЭС — не менее 70% энергии. Энергия теряется также при передаче ее по проводам на расстояние. Поэтому прямое сжигание топлива для получения тепла, особенно газа, намного рациональнее, чем через превращение его в электричество, а затем вновь в тепло.
5. Заметно повышается также КПД топлива при его использовании вместо ТЭС на ТЭЦ. В последнем случае объекты получения энергии приближаются к местам ее потребления и тем самым уменьшаются потери, связанные с передачей на расстояние. Наряду с электроэнергией на ТЭЦ используется тепло, которое улавливается охлаждающими агентами. При этом заметно сокращается вероятность теплового загрязнения водной среды. Наиболее экономично получение энергии на небольших установках типа ТЭЦ (иогенирование) непосредственно в зданиях. В этом случае потери тепловой и электрической энергии снижаются до минимума. Такие способы в отдельных странах находят все большее применение.
Существуют также различные альтернативные источники получения энергии. Основные современные источники получения энергии (особенно ископаемое топливо) можно рассматривать в качестве средства решения энергетических проблем на ближайшую перспективу. Это связано с их исчерпанием и неизбежным загрязнением среды. В этой связи важно познакомиться с возможностями использования новых источников энергии, которые позволили бы заменить существующие. К таким источникам относится энергия солнца, ветра, вод, термоядерного синтеза и других источников которые можно использовать следующим образом:
- солнце как источник тепловой энергии;
- солнце как источник электрической энергии;
- использование солнечной энергии через фотосинтез и биомассу;
- ветер как источник энергии;
- возможности использования нетрадиционных гидроресурсов;
- энергетические ресурсы морских, океанических и термальных вод;
- термоядерная энергия.
Заключение
В заключение можно сделать вывод, что современный уровень знаний, а также имеющиеся и находящиеся в стадии разработок технологии дают основание для оптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая ситуация ни в отношении исчерпания энергетических ресурсов, ни в плане порождаемых энергетикой экологических проблем.
Есть реальные возможности для перехода на альтернативные источники энергии (неисчерпаемые и экологически чистые). С этих позиций современные методы получения энергии можно рассматривать как своего рода переходные. Вопрос заключается в том, какова продолжительность этого переходного периода и какие имеются возможности для его сокращения.
Белорусские чиновники считают, что стоимость электроэнергии, вырабатываемой на ветре и гелиоустановках значительно превышает соответствующие показатели для электростанций на органическом топливе, а поэтому нетрадиционная энергия является «уделом богатых стран». Вместе с тем расчеты белорусских ученых показывают, что за счет нетрадиционной энергии Беларусь могла бы получить экономию в разы.
Срок окупаемости и доходность инвестиций (отдача на рубль вложенных средств) в белорусской энергетике определяются динамикой роста контрактных цен на природный газ. Чем выше цена на газ для энергопредприятия, тем больший экономический эффект от проекта, реализация которого направлена на снижение расхода топлива. Создание Единого экономического пространства выступило сдерживающим фактором повышения цен на энергоресурсы для нашей страны вследствие применения при ценообразовании «интеграционного коэффициента».
Энергетика – сложная производственная система со своими технико-технологическими и экономическими особенностями. Ключевая из них – одномоментность производства и потребления энергии, то есть жесткая ограниченность объемов реализации (выручки) продукции величиной спроса на энергию. Экспортные возможности белорусской энергетики также ограничены уровнем развития собственной сетевой инфраструктуры и энергосбалансированностью соседних стран. Поэтому нельзя планировать строительство объектов энергетики, предусматривающее инвестиционные затраты в сотни миллионов долларов, не имея при этом обоснованного прогнозного спроса на электрическую и тепловую энергию в средне- и долгосрочной перспективе.