авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

1

Содержание

ЦИФРЫ И ФАКТЫ............................................................................................... 3

Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09.2013

ТЕРМОЯДЕРНЫЙ ИСТОЧНИК НЕЙТРОНОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА....................................................................................... 3

Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09.2013 Е. П. ВЕЛИХОВ, М. В. КОВАЛЬЧУК, Э. А. АЗИЗОВ, В. В. ИГНАТЬЕВ, С. А. СУББОТИН, В. Ф.

ЦИБУЛЬСКИЙ (НИЦ "Курчатовский институт...

ФОТОЭНЕРГЕТИКА: ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ................................... 7 Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09.2013 Достоинства и недостатки получения электрической энергии путём преобразования лучистой энергии Солнца на фотоэлектрических станциях (ФЭС), где энергия солнечного излучения непосредственно преобразуется в электроэнергию с помощью фотоэлектрических генераторов солнечных батарей (СБ), подробно рассмотрены нами в предыдущей статье (1).

ВЕТРОГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС КАК ВАРИАНТ ДИВЕРСИФИКАЦИИ РАСПРЕДЕЛЁННОЙ ГЕНЕРАЦИИ.................... Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. Доктор технических наук Г. Ф. КОВАЛЁВ, М. А. РЫНКОВ (Институт систем энергетики им. Л. А.

Мелентьева СО РАН...

ИЗБРАННЫЕ ТРУДЫ А. С. НЕКРАСОВА.................................................... Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. Издание избранных трудов (1) доктора экономических наук, профессора, Заслуженного деятеля науки Российской Федерации Александра Семёновича Некрасова, выдающегося экономиста энергетика, связавшего свою долгую творческую жизнь с решением широкого круга проблем анализа и перспектив развития топливно-энергетического комплекса страны и его отраслей, посвящено его памяти. Издание подготовлено в Институте народнохозяйственного прогнозирования Российской академии наук редакционной коллегией во главе с директором института академиком В.В. Ивантером.

СЛАНЦЕВЫЙ ГАЗ - ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ЭНЕРГОРЕСУРС................... Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. Кандидат технических наук Д. А. КРЫЛОВ (НИЦ "Курчатовский институт...

"ТОПИТЬ ПЕЧИ УГЛЁМ - ТО ЖЕ САМОЕ, ЧТО ТОПИТЬ ПЕЧИ АССИГНАЦИЯМИ"............................................................................................ Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. Доктор геолого-минералогических наук Л. Я. КИЗИЛЬШТЕЙН (Южный федеральный университет...

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ: ВЗГЛЯД ИЗ КОСМОСА (1)............................. Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. Кандидат географических наук Ю. Н. ГОЛУБЧИКОВ, доктор географических наук В. С. ТИКУНОВ (географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова), профессор ЧИ-ХОН СУНН (Департамент географии Национального университета Тайваня...

ПРЕСС-КЛИП...................................................................................................... Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. НОВАЯ ГЕНЕРАЦИЯ НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КООПЕРАЦИЯ В АЗИИ: РИСКИ И БАРЬЕРЫ (1)................................................................................................................................. Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. Восточный вектор - на очереди ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛА ВЫТЯЖНОГО ВОЗДУХА В ВЕНТКЛАПАНАХ (1)..................................... Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. Доктор технических наук Г. П. ВАСИЛЬЕВ, Доктор технических наук А. Н. ДМИТРИЕВ, Н. А.

ТИМОФЕЕВ, С. С. ГОЛУБЕВ ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОГО СЕВЕРА В СВЕТЕ РАБОТ АКАДЕМИКОВ В. И. ВЕРНАДСКОГО И Н. Н. МОИСЕЕВА..... Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09....Для нас, в отличие от западных европейцев, возрождение Азии, то есть возобновление её интенсивного участия в мировой жизни человечества, не есть чуждый, сторонний процесс — это есть наше возрождение". (В.И. Вернадский "Задачи науки в связи с государственной политикой в России", 1917. цит. по "Начало и вечность жизни". М. 1989 г....

МЕЖДУ КИТАЕМ И ТАЙВАНЕМ.................................................................. Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. Если у вас есть недостатки, ТЕРМОАКУСТИКА: ОТ НАУКИ К ПРАКТИКЕ.......................................... Энергия - экономика, техника, экология (Москва), 30.09. В мире продолжается поиск альтернативных источников энергии. Можно ли каким-то образом воспользоваться звуковыми волнами для получения электричества? Этим вопросом задаются учёные в разных уголках планеты.

ЦИФРЫ И ФАКТЫ Дата публикации: 30.09. Источник: Энергия - экономика, техника, экология Место издания: Москва Страница: 2 обложка Выпуск: 9 к оглавлению ТЕРМОЯДЕРНЫЙ ИСТОЧНИК НЕЙТРОНОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Дата публикации: 30.09. Источник: Энергия - экономика, техника, экология Место издания: Москва Страница: 2, 3, 4, 5, 6, 7, Выпуск: 9 Е. П. ВЕЛИХОВ, М. В. КОВАЛЬЧУК, Э. А. АЗИЗОВ, В. В. ИГНАТЬЕВ, С. А. СУББОТИН, В. Ф.

ЦИБУЛЬСКИЙ (НИЦ "Курчатовский институт") В статье представлены результаты системных исследований согласованного развития атомной и термоядерной энергетики с целью обеспечения высоких темпов роста производства энергии в текущем столетии. Учитывая нарастающие трудности в обеспечении необходимых масштабов энергопотребления, представляется целесообразным использовать термоядерные реакторы в качестве нейтронных генераторов высокой мощности для наработки ядерного топлива в бланкете.

Всё яснее становится, что одной из наиболее острых проблем наступившего столетия будет обеспечение цивилизации энергией в достаточном количестве, приемлемой по цене и экологическим показателям. Развитие экономики на протяжении двух тысячелетий показывает, что рост мирового валового продукта пропорционально связан с ростом потребления первичной энергии. Это подтверждают и статистические данные второй половины предыдущего столетия, которые можно считать экспериментальными наблюдениями (рис. 1).

Энергии в природе предостаточно, однако, рассматривая проблему энергообеспечения сквозь призму экономики, приходится констатировать, что затраты на первичную энергию составляют заметную часть валового продукта, и они не должны быть очень большими. Согласно статистическим данным, для мира в целом расходы на первичную энергию обычно составляют менее 10% мирового валового продукта (рис. 2). Причём в те времена, когда затраты превосходят этот порог, мировая экономика претерпевает кризис, вне зависимости от того, что послужило причиной роста цен на первичную энергию.

Именно эти два обстоятельства: масштаб потребления энергии и цена, которую приходится за неё платить, являются доминирующими факторами в решении проблемы энергообеспечения.

Дополнительно осложняют поиск приемлемого решения и требования экологического характера в части сокращения эмиссии парниковых газов, а следовательно, и масштаб потребления органических энергоисточников. Несмотря на большое разнообразие оценок степени воздействия антропогенных факторов на климат, люди убеждены, что неурядицы последних лет обусловлены в определяющей степени именно ими. Всё более настойчиво в обществе звучат призывы ориентироваться на технологии с минимальным экологическим воздействием.

В эпоху глобализации, когда выравнивание уровня технологического развития и потребления ресурсов между разными странами является преобладающим целевым ориентиром, можно довольно просто оценить необходимый масштаб первичной энергии, на который будет претендовать цивилизация к концу века (в предположении, что глобальных катастроф не произойдёт).

В настоящее время, в среднем, на одного жителя планеты годовое потребление первичной энергии составляет около 1.8 т н.э./чел. (т н.э. - тонн нефтяного эквивалента). Если потребление первичной энергии в расчёте на человека в развитых странах, по сравнению с развивающимися, ещё 50 лет назад отличалось в 25 раз, то сейчас оно сократилось примерно до 5-6 раз. Можно ожидать, что к концу века большой разницы между развитыми и развивающимися странами по этому критерию уже не будет. Если за это время потребление первичной энергии в расчёте на одного жителя планеты увеличится в 2 раза, то это будет означать, что с учётом экономии энергоресурсов масштаб её потребления в среднем будет примерно такой, как в современной Европе. Как уверяют большинство демографов, численность населения планеты к концу века стабилизируется в районе 10-12 млрд чел. Из сказанного следует, что суммарный объём годового потребления первичной энергии составит около 50 млрд т н.э. в сравнении с современными 12 млрд т н.э. Близкая к этой оценка масштаба потребления первичной энергии на конец столетия даётся, в частности, и в прогностических расчётах (1).

Наивно полагать, что с таким ростом потребления можно будет справиться только за счёт традиционных источников (нефть, природный газ, уголь, гидроэнергетика), к тому же обострение проблем со стороны климата будет перманентно стимулировать сокращение потребления углеводородного сырья. Таким образом, из набора технологий, способных обеспечить указанный масштаб производства энергии, которыми люди располагают в настоящее время, остаются только две: атомная энергетика и возобновляемые источники энергии (фотоэлектричество, энергия ветра, приливные станции и т.п.). Важен вопрос цены.

Стоимость энергии, получаемой от возобновляемых источников, пока высока, этот источник энергии дорог для современной экономики. В терминах доли затрат от ВВП на обеспечение энергией ориентация развития исключительно на возобновляемые источники потребует затрат [приблизительно] 20-25% мирового ВВП.

Цивилизации надо стать кратно богаче (примерно в 3-4 раза), чтобы позволить себе использовать энергию, полученную преимущественно из возобновляемых источников. Рост мирового ВВП позволит более дорогие энергоисточники сделать приемлемыми для экономики. Чтобы поднять мировую экономику на такой уровень, нужно много энергии, и её может предоставить пока только атомная энергетика.

На рис. 3 представлен прогноз доли затрат на первичную энергию в мировой экономике для двух сценарных вариантов: первый - весь рост энергопотребления обеспечивается за счёт возобновляемой энергетики;

второй - в ближайшие 50 лет нарастающие потребности в энергии покрываются преимущественно за счёт атомной энергии, а позже начинается интенсивный рост возобновляемой энергетики.

Во втором варианте к концу века структура первичной энергии получается примерно следующей:

20% - традиционная энергетика, около 40% - возобновляемая и 40% - атомная энергетика. С учётом ранее проведённых оценок масштаба потребления первичной энергии к концу века в 50 млрд т н.э., атомная энергетика должна поставлять на рынок около 20 млрд т н.э., что приблизительно эквивалентно установленной мощности 10000 ГВт (эл).

В 2010 г., в рамках проекта ИНГТРО в МАГАТЭ, были выполнены расчётные исследования для разных сценарных вариантов развития мировой атомной энергетики (2). Один из рассмотренных вариантов как раз ориентирован на установленную мощность атомной генерации к концу века 10000 ГВт(эл). В этих оценках были учтены ограничения ресурсной базы по природному урану, неравномерность технологического развития разных регионов мира, особенности и ограничения технологического характера.

На рис. 4 представлена структура мощностей мировой атомной энергетики, удовлетворяющая этому сценарию. К концу века в мире начинают доминировать быстрые реакторы с высоким коэффициентом воспроизводства на уровне 1.5-1.6. Необходимость столь масштабного развития "быстрого направления" обусловлена двумя причинами. Первая - ограничение по ресурсу природного урана (в этих исследованиях было принято 20 млн т). Вторая причина - высокие темпы роста атомных мощностей. По отношению к освоенным в настоящее время атомным технологиям этот сценарный вариант выглядит крайне революционно. Он предполагает разработку новых реакторных технологий с очень высокими параметрами бридинга, освоение технологии обращения с ОЯТ в больших масштабах, с большими транспортными потоками ОЯТ и МОХ топлива между регионами. В этом сценарном варианте быстрые реакторы в больших масштабах присутствуют практически во всех регионах мира.

Если для такого роста атомной энергетики ограничиться исключительно реакторами на тепловых нейтронах, то потребление природного урана придётся увеличить до 60 млн т, что потребует вовлечения в оборот месторождений со скудным его содержанием. В этом случае существенно вырастет стоимость сырья, а следовательно, и энергии.

Сложность инфраструктурного и институционального компонента для сценария с быстрыми реакторами может оказаться очень большой, что не позволит реализовать его в полном объёме, тогда придётся сокращать темпы роста генерирующих мощностей, подыскивая им замену, а скорее всего, снижать темпы экономического роста.

Реальной альтернативой столь масштабному развитию атомной энергетики на быстрых нейтронах может служить термоядерный синтез, ориентированный на производство нового топлива (3).

Термоядерный нейтрон, который получается в реакции (d, t), можно использовать в бланкете для получения нового топлива. Разместив в бланкете композиции из расплава солей и сырьевых изотопов (238)U или (232)Th и выделив из облучённой термоядерными нейтронами соли новые делящиеся изотопы, можно в дальнейшем использовать их в обычных ядерных реакторах (4).

Расчёты показывают, что в том случае, когда в бланкете термоядерного реактора присутствует топливная композиция с (238)U, нейтрон, попадая в бланкет, вступает в ядерные реакции (n, t), (n, 2n), (n, 3n) и т.д. с ураном. В конечном итоге в среднем на один нейтрон выделяется 143 МэВ энергии, и получаются 3.3 новых делящихся ядра (239)Pu в результате (n, [гамма]) реакции захвата на (238)U. В среднем производство одного нового ядра сопровождается выделением 43 МэВ энергии.

Если в бланкете термоядерного реактора размещена топливная композиция на основе (232)Th, то при производстве одного нового делящегося ядра (233)U будет выделено только 25 МэВ энергии.

Существенно меньшее энерговыделение в ториевом цикле связано с тем, что сечение пороговой реакции деления (n, f) на уране в 5 раз больше в сравнении с торием.

Отметим, что при производстве одного избыточного делящегося ядра в быстром реакторе будет выделено около 500 МэВ энергии и это в том случае, если коэффициент воспроизводства около 1.5.

При меньшем воспроизводстве получение нового делящегося ядра в быстром реакторе будет сопровождаться выделением ещё большей энергии. Именно это обстоятельство и приводит к большой доле быстрых реакторов в системе атомной энергетики, когда ставится цель активного вовлечения в цикл сырьевых изотопов при одновременном быстром росте мощности системы.

При тепловой мощности в 2.5 ГВт за 1 эфф. год (1 эфф. год - год работы АЭС со средним коэффициентом нагрузки 0.8) в быстром реакторе можно наработать около 250-300 кг избыточных делящихся изотопов (233)U или (239)Pu. С использованием термоядерного реактора как источника нейтронов с мощностью термоядерных нейтронов 1 ГВт за 1 эфф. год можно получить более 2000 2500 кг делящихся изотопов. Такие высокие параметры конверсии сырьевых изотопов в делящиеся позволяют ориентировать развитие атомной энергетики преимущественно как на тепловые, так и на быстрые реакторы малой и средней мощности с дополнительной наработкой трития, использующие новое топливо деления, полученное из бланкетов термоядерного реактора.

На рис. 5 представлены расчёты структуры атомной энергетики при условии, что основная наработка новых делящихся изотопов осуществляется в бланкете термоядерного реактора. На рисунке обозначена небольшая доля быстрых реакторов (FBR) в некоторых развитых странах, которые работают на плутонии, получаемом из ОЯТ существующих тепловых реакторов (LWR) с топливным циклом на обогащённом уране. Новые тепловые реакторы (TR) составляют большую часть генерирующих мощностей. К концу века их топливный цикл будет оптимизирован на минимальный расход делящихся изотопов. В то же время при таком масштабном развитии уместно говорить о расширении сферы применения атомной энергетики.

Важным обстоятельством является и то, что ядерные реакторы, в которых в качестве топлива используются композиции, где можно отделить сырьевые от делящихся изотопов, приобретают новые качества, облегчающие решение проблем современной атомной энергетики. В первую очередь это касается вопросов, связанных с обеспечением безопасности. Сейчас, после трёх тяжёлых аварий на АЭС, принципиально ясно, что в случае катастрофических событий определяющую роль в масштабе негативных последствий играет возможность потери отвода остаточного энерговыделения с последующей разгерметизацией тепловыделяющих элементов.

Исследования, выполненные в этом направлении, указывают, что определяющим фактором, способствующим высокому разогреву топлива за счёт остаточного энерговыделения, является большой размер активной зоны реактора, высокая удельная энергонапряжённость и большое количество ОЯТ с высоким выгоранием в хранилище. При разрушении штатных систем отвода тепла в реакторах больших размеров естественные механизмы переноса тепла (теплопроводность и лучистый теплообмен) не в состоянии обеспечить приемлемый температурный перепад между центром активной зоны и её поверхностью.

На рис. 6 представлены обобщённые результаты расчётов разгерметизированных твэлов в активной зоне в аварийной ситуации, связанной с потерей теплоотвода. Разогрев топлива происходит за счёт остаточного тепловыделения, обусловленного распадом продуктов деления. В этих расчётах в качестве механизмов теплопередачи рассматриваются только теплопроводность и лучистый теплообмен. Расчёты выполнены в предположении, что разрушение твэлов происходит после того, как температура их оболочки превысит 1600°С, то есть здесь предполагается, что оболочки твэлов выполнены из высокотемпературных материалов, например, карбида кремния (SiC). Сценарий развития аварии предполагает, что внешняя стенка корпуса реактора поддерживается при температуре 300 °С.

Из рисунка видно, что сохранить целостность твэлов в таком рассмотрении удаётся для реакторов относительно небольшой мощности (менее 500 МВт) и с невысокой удельной энергонапряжённостью активной зоны. Таким условиям, в частности, удовлетворяют высокотемпературные газоохлаждаемые модульные реакторы (HTGR), разработке которых уделяют значительное внимание в разных станах.

Можно найти много заключений о большей безопасности реакторов малой мощности, обоснованных с разной степенью детализации с использованием математического моделирования. В интегрированной форме утверждение высказано в докладе (5). "Если уменьшить мощность реакторной установки с 1000 МВт (э) до 100 МВт (э), можно получить снижение величины риска на 3 порядка (1/1000) не только за счёт снижения числа компонентов, но и при помощи разработки пассивных систем и за счёт уменьшения количества радиоактивных материалов".

Для малых и средних мощностей, по сравнению с реакторами больших размеров, проблемы отвода остаточного тепловыделения могут быть решены существенно проще и надёжнее. В качестве примера можно привести упоминавшиеся выше реакторы HTGR, в которых только за счёт механизма теплопроводности удаётся полностью отвести остаточное тепло от активной зоны без разгерметизации твэлов. Реакторы небольших мощностей имеют существенно более простую и надёжную систему управления.

Другая проблема - это обращение с ОЯТ. Понятно, что вовлечение в топливный цикл атомной энергетики сырьевых изотопов требует переработки облучённого топлива и возврата вновь наработанных делящихся изотопов в реактор. При этом придётся перерабатывать высокоактивное топливо. Из него надо будет выделять продукты деления и их захоранивать, очищать делящиеся изотопы от схожих по химии минорных актинидов и лантанидов. Длительность пребывания топлива во внешнем топливном цикле не может быть очень большой, её следует максимально сократить.

В случае преобладания в структуре атомной энергетики реакторов, работающих на топливе, в котором разделены делящиеся изотопы и сырьевые, можно рассчитывать на высокое выгорание делящихся изотопов, порядка 80% и выше. Если дефицита топлива не будет, то это ОЯТ уже не надо будет перерабатывать, его объём будет практически совпадать с объёмом продуктов деления и, естественно, лучше его сразу захоронить или отправить на длительное хранение до переработки.

В твэлах, содержащих в начале топливного цикла только сырьевой изотоп, выгорание будет небольшое и переработка ОЯТ будет максимально облегчена. По существу получается, что в такой конфигурации в топливном цикле потребуется работа только с топливом относительно низкой активности, что, конечно, благоприятно скажется на надёжности решения экологических проблем и экономике топливного цикла.

Наибольшим недостатком реакторов небольшой мощности является экономика. Здесь следует обратить внимание на два аспекта. Первый - это капитальные затраты. Современные представления об удельных затратах в строительстве АЭС соответствуют утверждению, что они (затраты) уменьшаются с ростом единичной мощности оборудования станции. Однако можно предположить, что, по всей видимости, с этой проблемой можно будет эффективно справиться за счёт развития индустриальных (промышленных) способов изготовления оборудования и создания изделий высокой степени готовности, сократив до минимума объём строительно-монтажных работ непосредственно на площадке.

Другая проблема - повышенный расход топлива в реакторах малых размеров из-за большой утечки нейтронов. По этой причине в структуре атомной энергетики доля, отводимая реакторам малой и средней мощности, обычно невелика. В том случае, когда новое топливо будет нарабатываться в специальных термоядерных реакторах, а нейтроны утечки будут использованы для наработки трития в специальных устройствах, размещённых по периферии ядерного реактора, топливная проблема может быть решена наиболее гармоничным образом.

Значимый синергетический эффект объединения атомной и термоядерной энергетики в единый системный энергетический комплекс очевиден.

*** 1 Looking ahead 100 years with EFDA TIMES, Fusion in Europe, EFDA, 3, p. 6-7, 2012.

2 Nuclear Energy Development in the 21st Century: Global Scenarios and regional trends, IAEA Nuclear Energy Series, No. N P-T-1.8, Technical reports, 2010.

3 Велихов Е.Л. и др. Гибридный термоядерный реактор токамак для производства делящегося топлива и электроэнергии //Атомная энергия. 1978. Т. 45. В. 1.

4 Новиков В.М., Игнатьев В.В. Проблемы использования жидкосолевых теплоносителей в бланкетных зонах термоядерных реакторов с магнитным полем // Магнитная гидродинамика.

1980. N 4.

5 Sadao Hattory, Energy Source for the Human Demand, E.R. Marz and C.E. Walter (eds.) Advanced Nuclear Systems Consuming Excess Plutonium, 69-77, 1997, Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands.

к оглавлению ФОТОЭНЕРГЕТИКА: ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Дата публикации: 30.09. Автор: И.С. ОРШАНСКИЙ (НПП «Квант») Источник: Энергия - экономика, техника, экология Место издания: Москва Страница: 8, 9, 10, 11, 12, 13, Выпуск: 9 Достоинства и недостатки получения электрической энергии путём преобразования лучистой энергии Солнца на фотоэлектрических станциях (ФЭС), где энергия солнечного излучения непосредственно преобразуется в электроэнергию с помощью фотоэлектрических генераторов солнечных батарей (СБ), подробно рассмотрены нами в предыдущей статье (1).

На сегодня себестоимость электроэнергии, получаемой на фотоэлектрических станциях, всё ещё выше её себестоимости на электрических станциях традиционного типа (ТЭС, ГЭС, АЭС), что связано с высокими капитальными затратами. Стоимость энергии от малых фотоэлектрических установок (ФЭУ) в 2010 г. в центральной Европе составляла 0.30-0.34 евро/кВт * ч, на юге Европы 0.16 евро/кВт * ч. Однако в солнечных странах стоимость уже сейчас почти сравнялась со стоимостью сетевой энергии.

Полагают, что добиться конкурентоспособности с традиционными электростанциями можно, если КПД ФЭС в целом будет не менее 25%, срок службы составит 40 лет, а стоимость установленного киловатта пиковой мощности не превысит 2 тыс. долл.

Ведутся исследования и разработка следующего поколения солнечных элементов (СЭ), основанных на новых физических принципах, материалах и структурах. Основные усилия направлены на более полное использование всего спектра солнечного излучения и полной энергии фотонов. Для этого разрабатываются следующие СЭ: многопереходные из полупроводников с различной шириной запрещённой зоны;

с примесными энергетическими уровнями в запрещённой зоне;

содержащие люминесцирующие покрытия, преобразующие излучение той области спектра, где СЭ нечувствителен, в излучение с длинами волн, которые поглощаются в фотоактивном слое СЭ.

Новые подходы позволят в ближайшие годы увеличить до 45% КПД каскадных СЭ из полупроводниковых материалов на основе химических элементов 3 и 5 групп в лаборатории. Так, например, предложен четырёхпереходный СЭ со структурой InGaP/GaInAs/GaIn(NAs)/Ge. Ширина запрещенной зоны соединения Ga(0.97)In(0.03)(N(0.02)As(0.9)) - 1 эВ. При создании перехода из этого материала необходимо вводить сверхрешётку. Ещё один вариант четырёхпереходного СЭ структура ZnTe/ZnCd(SeTe)/AIGa(AsSb)/GaSb из менее дорогих материалов. Прорабатываются варианты пяти- и даже шестипереходных СЭ.

Использование концентрированного излучения позволяет не только экономить полупроводниковые материалы, но и повысить КПД СЭ. Разработка СЭ с люминесцентными покрытиями, а также с примесными уровнями пока не привела к заметным успехам в повышении КПД.

Другое направление снижения стоимости ФЭУ - создание СЭ с невысоким КПД, но дешёвых.

Продолжаются работы по совершенствованию тонкоплёночных СЭ из кремния. Изготовлены модули мощностью 85 Вт из каскадных СЭ микрокристаллический/аморфный кремний с КПД 7.7%, а у отдельных СЭ - более 10%. Расход кремния для этих СЭ - 0.4 г/Вт, для кристаллических 10-12 г/Вт.

Разрабатываются недорогие СЭ на основе фотоэлектрохимических преобразователей. Создана разновидность СЭ, в которых слой электролита заменён слоем из органического материала, служащего "проводником дырок". Теперь весь класс таких фотопреобразователей называют "СЭ, сенсибилизированные красителями". КПД СЭ с фотоэлектродом из диоксида титана - 10.6%, а модуля площадью 25.45 см(2) из этих СЭ - 8.2%. Рекордное значение КПД СЭ с фотоэлектродом из композита TiO(2)-CdSe с квантовыми точками из CdSe - 12%.

Ведутся интенсивные исследования органических СЭ. Основная проблема - избежать их быстрой деградации. Рекордное значение КПД органических СЭ - 10.7%. СЭ изготовлен немецкой фирмой Heliatek. Полагают, что можно будет наладить производство крупногабаритных СЭ на линиях производительностью более 1000 м(2)/ч методами трафаретной печати.

Интересны варианты гибридных СЭ с органическими полупроводниками. Можно использовать органические материалы при создании неорганических СЭ;

так, разработан СЭ с гетеропереходом кремний/органический материал и органический тыльный контакт к СЭ на основе CdS/CdTe.

Увеличение срока службы ФЭС. Срок службы кристаллических кремниевых СЭ превышает 50 лет, так как взаимодействие фотонов с атомами и электронами не приводит к деградации кристаллической структуры и изменению скорости поверхностной и объёмной рекомбинации неосновных носителей заряда. Срок службы модулей СБ ограничен из-за старения полимерных материалов - этиленвинилацетата и акриловой смолы, применяемых для герметизации СЭ в модуле. Для увеличения срока службы модулей необходимо исключить из конструкции такие материалы.

Германская фирма Schott Solar AG выпускает модули, герметизированные с двух сторон стеклом, с гарантией 30 лет (за 24 года падение мощности составило 5.5%). Предложена конструкция модуля, в котором СЭ помещены между двумя листами стекла, соединёнными по торцам пайкой или сваркой.

Параметры включения ФЭС в сеть могут играть важную роль в совершенствовании фотоэнергетики. Диспетчерское управление работой ФЭС, использование интеллектуальных сетей, применение инверторов, обеспечивающих ввод реактивной мощности, позволяет повысить эффективность приёма энергии.

Интенсивность исследований по самым разным направлениям фотоэнергетики не снижается. В 2011 г. затраты на НИР и ОКР составили: в США - 223, в Японии - 102, в Южной Корее - 93.9, в Германии - 77.8 млн долл.

Место в большой энергетике Важнейший аспект, определяющий возможность фотоэнергетики вытеснить с рынка традиционные системы генерирования, - успехи или неудачи развития других альтернативных и традиционных видов. Выбор технологий в энергетике будущего относительно невелик. В Концепции энергетической стратегии РФ до 2030 г. предполагается, что, помимо использования нетрадиционных возобновляемых энергоресурсов, изменить сложившуюся структуру электроэнергетики может ядерная энергетика на быстрых нейтронах с полным топливным циклом, и, что маловероятно, термоядерная энергетика. Среди перечисленных технологий отсутствуют ядерные реакторы на тепловых нейтронах - основа современной мировой атомной энергетики. Главная причина - близкая исчерпаемость дешёвых месторождений урана, а также серьёзные проблемы с транспортировкой и захоронением радиоактивных отходов и конструкций самих АЭС, срок службы которых 30-40 лет.

Что касается термоядерной энергетики, то, по мнению Е.П. Велихова - в прошлом одного из наиболее энергичных сторонников термоядерной технологии, - даже в случае успеха мощность коммерческих термоядерных реакторов в мире не превысит 100 ГВт к концу XXI в.

Из реальных источников на перспективу ближайшего столетия, по мнению российских экспертов, останутся только атомная энергетика на быстрых нейтронах (на основе плутония) и возобновляемая. Безопасная технология плутониевой энергетики с замкнутым (безотходным) циклом до сих пор не проработана. Экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах появились в 1950-е гг., в 1960-80-е гг. работы по созданию промышленных реакторов на быстрых нейтронах активно шли в США, СССР и ряде европейских стран. К началу 1990-х большинство этих проектов было прекращено из-за риска аварий и высоких эксплуатационных затрат. Кроме того, технология опасна в плане распространения ядерного оружия. В настоящее время в мире работает только два промышленных реактора на быстрых нейтронах (в России и Франции).

В случае сохранения нынешних ТЭС и тенденции к росту использования ископаемого топлива возникнут две экономические неприятности: (1) постепенное удорожание топлива из-за исчерпания дешёвых месторождений и соответственно удорожание электроэнергии и (2) сопутствующее изменение климата и, как результат, рост числа природных чрезвычайных ситуаций, что потребует существенных затрат на компенсацию их последствий (в 2012 г. ущерб от природных катастроф составил 160 млрд долл.).

Рано или поздно человечеству придётся переходить на возобновляемые источники. В настоящее время в области альтернативной энергетики лидируют три технологии: ветровая, энергетика на основе биомассы и солнечная. В 2008 г. установленные мощности распределялись так:

ветроэнергетика - 121 ГВт, генераторы на биомассе - 52 ГВт, ФЭС - 13 ГВт, геотермальные ЭС - ГВт, солнечные тепловые - менее 1 ГВт. Наибольший прирост мощностей в последние годы происходил в энергетике на основе биомассы и в ветроэнергетике. Оба эти вида в Западной Европе уже конкурентоспособны с топливной энергетикой, но имеют серьёзные недостатки.

Ожидают, что после 2020 г. лидером станет солнечная электроэнергетика - тепловая и фотоэлектрическая. В США и Китае до недавнего времени тепловая СЭ развивалась более активно, чем фотоэлектрическая. У тепловых СЭС есть одна привлекательная особенность: тепло легко аккумулировать, его можно накопить в дневные часы, а вечером, во время пиковой нагрузки пустить на генерацию электричества.

Часто создают комбинированные ЭС - когда мало солнечного тепла, подключают нагреватель на обычном топливе. Но всё же - это "турбинная" система со всеми её недостатками. Полагают, что к 2015 г. генерация на основе возобновляемых источников может занять второе место в мире по выработке электроэнергии (составляя половину от угольной), и шансы фотоэнергетики в плане конкуренции в будущей энергетике велики.

Как только фотоэнергетика стала пробивать себе дорогу в мир большой энергетики, открылась проблема, присущая самой электроэнергетике, - неравномерный графике нагрузки, как суточный, так и годовой. Мощность электросети должна рассчитываться на часы "пик", а в остальное время энергия остается невостребованной. Современная "турбинная" электроэнергетика не обладает гибкостью. Турбины нельзя включать и останавливать, когда угодно и сколько угодно. (Одной из главных причин аварии на Саяно-Шушенской ГЭС было то, что потерпевший катастрофу гидрогенератор в последние сутки дважды проходил критические режимы работы, что, особенно учитывая его изношенность, было недопустимо.) Такое обстоятельство приводит к необходимости существенного завышения мощностей ЭС.

В фотоэнергетике проблема усугубляется ещё и 100-процентной вариацией мощности самих ФЭС (день-ночь). Спасти положение могла бы возможность накапливать энергию в период малой нагрузки и отдавать её в период максимального спроса. Электрическая энергия - это самая удобная для непосредственного использования форма энергии. Но электроэнергию невозможно заложить на склад, залить в цистерну или закачать в подземную полость. Хранение электроэнергии сопряжено с большими затратами и потому в больших объёмах сегодня просто невозможно.

Поиск экономичных систем накопления электроэнергии пока не привёл к успеху. В настоящее время могут использоваться только гидроаккумулирующие станции (в подходящих местах).

Перспективен также подход на основе солнечно-водородных систем: энергия ФЭС идёт на гидролиз с получением водорода, а водородная ЭС вырабатывает электроэнергию в непрерывном режиме. (Первая в мире водородная электростанция, построенная в 2009 г. в пригороде Венеции, работала на водороде, поставляемом местным химическим комбинатом;

в 2012 г. на Корсике уже была сооружена солнечно-водородная ЭС.) В крупных странах положение несколько спасает наличие мощной электросети, в которой потребители электроэнергии распределены по часовым поясам, в результате чего энергия передаётся в те районы, где наступает пик потребления. В этом случае пасмурная погода над ФЭС в одном месте может быть легко компенсирована ярким солнцем над другим регионом. Так, в настоящее время благодаря большой разветвлённости Единой Энергетической сети России экономится 7% (15 ГВт) мощностей традиционных ЭС.

По прогнозам экспертов ("дорожная карта" фотоэлектрической программы МЭА), к 2030 г. будет создано 100 ГВт установленной мощности ФЭС, а к концу XXI в. мощность всех ФЭС мира составит 133 ТВт (2). Уже очевидно, что первая часть прогноза осуществится не к 2030 г., а в ближайшие год два. Будет ли выполнена вторая часть? Помимо простого увеличения количества ФЭС, специалистами выдвигаются предложения "более масштабных" способов достижения этой цели:

создание 1) на Земле глобальной сети ФЭС большой мощности, 2) глобальной космической системы ФЭС - спутников Земли, передающих энергию на Землю, 3) системы ФЭС на Луне с передачей энергии на Землю.

По первому направлению предлагается построить глобальную энергосистему из ФЭС, равномерно расположенных в экваториальном поясе Земли таким образом, чтобы часть электростанций всегда находилась на дневной стороне Земли. Все ФЭС должны быть соединены линией электропередачи.

Выполнено компьютерное моделирование глобальной энергетической системы, состоящей из трёх ФЭС, установленных в Австралии, Африке и Латинской Америке (3). КПД ФЭС принимался равным 25%, электрическая мощность каждой станции - 2,5 ТВт, размеры территории занимаемой СБ - 200x200 км. Такая система может генерировать электроэнергию круглосуточно и равномерно в течение года в объёме 17300 ТВт * ч/год.

Более реален на сегодня проект, подобный "Desertec", - разработка обширной энергосети из десятков ФЭС в пустынях севера Африки и Ближнего Востока протяжённостью в четыре часовых пояса. ФЭС соединяются высоковольтной линией электропередачи. В США предложен проект строительства трёх крупных ФЭС, соединённых кабелем с высокотемпературной сверхпроводимостью.

Идеи создания ФЭС в космосе для передачи энергии на Землю существовали ещё до начала эры освоения космоса.

В космосе энергию можно получать круглые сутки. Затем электроэнергию надо преобразовать в энергию монохроматического излучения СВЧ-диапазона (2-3 ГГц) и это излучение передать на Землю, где оно вновь превратится в электроэнергию и вольётся в единую энергосистему. Первый технический проект космической ФЭС был разработан в США П. Глейзером в 1968 г. (4) В проекте ФЭС мощностью 5 ГВт предусматривалось использование жесткой фермы размером примерно 13x5 км с СБ из кремниевых СЭ. Реализовать такую конструкцию даже при современном развитии техники невозможно.

За последние десятилетия появились новые подходы в сооружении космических ФЭС - на основе бескаркасных конструкций. Предложена технология развёртывания центробежными силами крупномасштабной ФЭС из доставленных на орбиту в виде катушек секторов плёночных СБ.

Сейчас есть опытные экземпляры лёгких органических СЭ толщиной вместе с гибкой подложкой всего в 1.9 мкм.

Однако проблемы не только в трудности сооружения СБ в космосе. Не удалось пока исключить высокие потери при преобразовании энергии, получаемой от СБ, в силовой луч, посылаемый на приёмные устройства на Земле. При передаче посредством микроволнового излучения (наиболее популярный вариант) возникают ещё нерешённые проблемы безопасности. Такой луч способен убить всё живое в считанные секунды. Сейчас склоняются к использованию лазерного излучения, которое легче сфокусировать. Крупнейшая в Европе космическая компания EADS Astrium ищет партнёров для участия в проекте запуска спутника с демонстрационной системой. В лабораториях компании успешно прошли эксперименты по передаче энергии лучом инфракрасного лазера и сейчас работают над улучшением КПД всей системы. Если удастся получить фотопреобразователи с КПД 80% для преобразования на Земле энергии инфракрасного лазерного излучения в электрическую, то компания будет готова приступить к созданию спутника с ФЭУ мощностью 10- кВт.

Предложено много проектов ФЭС не на орбитах вокруг Земли, а на Луне. Там удобнее сооружать огромные конструкции, можно частично из местного материала. ФЭС (не менее 5) следует располагать по экватору.

Фотоэнергетика в России Установленная мощность электростанций единой энергосистемы России на начало 2012 г.

составила 218 ГВт. В структуре российского производства электроэнергии на долю ТЭС приходится около 70%, ГЭС - 20%, АЭС - 10%. Доля всех видов возобновляемых источников энергии (без ГЭС) в производстве электроэнергии в России менее 1%, а фотоэнергетики практически не существует. На каждого россиянина сегодня приходится в 10 раз больше энергоресурсов, чем в среднем на каждого жителя планеты, и это главная причина отсутствия у государства желания использовать нетрадиционную энергетику. "В России альтернативные источники ещё не скоро заменят углеводороды", - заявил несколько лет назад министр промышленности и энергетики России.

Однако возможности развития автономной фотоэнергетики для обеспечения электроэнергией потребителей в труднодоступных и отдалённых от сетей местах в России необычайно велики.

На 60% территории страны нет централизованного электроснабжения. Около пяти тысяч автономных дизельных ЭС ежегодно расходуют 6 млн т топлива, которое надо доставить в труднодоступные места. Даже в центральных областях возможно применение автономных ФЭУ.

Так, для компании "Вымпелком" оказалось экономически более выгодно соорудить ФЭУ мощностью 8.5 кВт для ретранслятора "БиЛайн", чем тянуть по горам линию электропередачи протяженностью всего 6 км.

Краснодарский край и большая часть Сибири и Дальнего Востока по поступлению солнечной энергии не уступает югу Франции и центральной части Италии. В окрестностях Хабаровска, например, годовая энергопроизводительность ФЭУ с СБ, установленными стационарно с наклоном 45° на юг, составляет более 1800 кВт * ч/кВт, а с СБ, имеющей двухосевую систему слежения, около 2500 кВт * ч/кВт.

Правительством страны в январе 2009 г. утверждены "Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе возобновляемых источников энергии на период до 2020 г." В документе предусмотрено увеличение к 2020 г. доли альтернативной энергетики до 4.5%, но это не будут ФЭС. Планы промежуточных этапов по строительству ЭС, намеченные этой программой, не были выполнены.

Законодательством России предусмотрено стимулирование использования возобновляемых источников путём выдачи субсидий и введения надбавки к оптовой цене на электроэнергию.

Однако размеры субсидий и надбавок, а также механизмы их введения не были установлены, из-за чего эти меры не работают до сих пор.

Если фотоэнергетика в России практически отсутствует, то фотоэлектрическая промышленность работоспособна и продаёт свою продукцию за рубеж. Объёмы производства очень скромные (в сумме около 50 МВт модулей в год), но все российские предприятия конкурентоспособны на мировом рынке. В стране планируется создание новых более крупных предприятий по выпуску СЭ и модулей. Группа компаний "Ренова" с участием РОСНАНО строит завод по производству модулей большой площади на основе микроморфных СЭ проектной мощностью 120 МВт/год.

Намечено использовать технологию, разработанную компанией Oerlikon Solar (Швейцария).

Строительство идёт на территории ОАО "Химпром", г. Новочебоксарск.

30 апреля 2010 г. подписано Инвестиционное соглашение между корпорацией РОСНАНО и представителями соинвесторов по проекту организации производства многопереходных СЭ с КПД 37-45%, модулей и ФЭУ. В рамках проекта предполагалось организовать производство полного цикла, включающего в себя выращивание гетероструктур, изготовление СЭ, сборку модулей с линзами Френеля, изготовление систем слежения за солнцем и сборку ФЭУ.

В России есть предприятия по производству поликристаллического кремния солнечного качества.

Компания Nitol Solar построила в г. Усолье-Сибирское Иркутской области производственный комплекс общей проектной мощностью 5 тыс. т/год. В г. Железногорске под Красноярском на базе Горно-химического комбината (Росатом) запущен завод проектной мощности 2 тыс. т/год. Но в условиях, когда у государства нет интереса к отрасли, а механизмы стимулирования в стране отсутствуют, серьёзного внутреннего рынка образоваться не может, поэтому крупные проекты продвигаются неспешно, а то и вовсе увядают.

В космическом направлении фотоэнергетики намечались обнадеживающие сдвиги. Повышение требований к энергопитанию космических аппаратов привело к необходимости создания высокоэффективных и лёгких СБ с увеличенным ресурсом работы. Отечественные производители уже используют для космических СБ зарубежные СЭ на основе InGaP/GaInAs/Ge с КПД 28% при АМО (при нулевой атмосферной массе, то есть за пределами атмосферы) (5).

Проект организации собственного производства высокоэффективных СБ нового поколения был утверждён комиссией при президенте России по модернизации и технологическому развитию октября 2009 г.

Заключение Успехи последних лет в технологии фотоэлектрического преобразования солнечной энергии и накопившийся опыт использования ФЭС стали основой стремительного развития фотоэнергетики в мире. Когда стоимость полученной фотоэлектрическим методом энергии снизится до 0. долл./кВт * ч, фотоэнергетика станет серьёзной альтернативой любым другим способам производства электроэнергии, в первую очередь, из-за неисчерпаемости ресурса, экологической чистоты, безопасности, чрезвычайной простоты в строительстве и обслуживании. Сможет ли она со временем стать одной из важнейших составляющих большой электроэнергетики, зависит от многих причин. И главным образом от того, получится ли у человечества практическое освоение энергии термоядерного синтеза.

По мере развития техники и технологий, электроэнергия, получаемая из возобновляемых источников, будет всё больше дешеветь, а энергия, получаемая из традиционных источников, наоборот, дорожать вследствие простого исчерпания нефти, газа, угля, урана. Запасы традиционных энергетических ресурсов может быть и велики (эксперты МЭА полагают, что запасов природного газа на планете хватит ещё на 250 лет), но рано или поздно будут опустошены.

Чтобы в будущем развитие человечества не остановилось из-за нехватки энергии, следует создавать новые энергетические технологии сегодня.

*** 1 Оршанский И.С. Фотоэнергетика: достоинства, недостатки, направления развития // Энергия:

экономика, техника, экология. 2013. N 8.

2 Komoto К., Kurokawa K. et al. Future PV Directions: VLS-PV Roadmap Toward 2100 // 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 21-25 September 2009. Hamburg, Germany, 4475-4477.

3 Komoto К., Kurokawa K. et al. Future PV Directions: VLS-PV Roadmap Toward 2100 // 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 21-25 September 2009, Hamburg, Germany, 4475-4477.

4 Glaser P. Power from the sun: its future // Science, 1968, v. 168, p. 587.

5 Casale M., Campesato R., Gabetta G., Gori G., Flores C., Kagan M., Semenov V., Ivanov V. Triple junction solar cells and solar panels for the new generation of Russian spacecraft // 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 21-25 September 2009, Hamburg, Germany, p. 101-105.

к оглавлению ВЕТРОГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС КАК ВАРИАНТ ДИВЕРСИФИКАЦИИ РАСПРЕДЕЛЁННОЙ ГЕНЕРАЦИИ Дата публикации: 30.09. Автор: Г. Ф. КОВАЛЁВ, М. А. РЫЧКОВ Источник: Энергия - экономика, техника, экология Место издания: Москва Страница: 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, Выпуск: 9 Доктор технических наук Г. Ф. КОВАЛЁВ, М. А. РЫНКОВ (Институт систем энергетики им. Л. А.

Мелентьева СО РАН) Возобновляемые источники энергии (ВИЗ) привлекают внимание современного человечества в силу растущего понимания в обществе исчерпаемости традиционных невозобновляемых видов топлива и энергии: угля, газа, нефти и т.п. Среди возобновляемых источников значительным потенциалом обладает ветер.

Ныне энергия ветра широко используется более чем в 60 странах мира. На долю ведущих 10 стран приходится до 86% всех установленных в мире мощностей ветровых электростанций (ВЭС), из которых более 38% составляет доля Китая и США. В Европе передовые позиции занимают Германия, Дания, Испания, Португалия, Франция. Общая установленная мощность ВЭС в мире к 2011 г. достигла 194 ГВт (1) и продолжает стремительно возрастать.

Современные ветровые электростанции (ВЭС) наряду с достоинствами (даровый первичный энергоресурс) имеют и недостатки при их использовании в качестве распределённой генерации:

- неравномерность и непостоянство выработки электроэнергии из-за изменчивости ветра;

- относительно высокая стоимость и низкая надёжность;

- сложность автоматизированного управления ВЭС как в автономном режиме, так и в случае их работы в системе;

- экологические проблемы (шумы и отчуждение больших территорий).

Устранение указанных недостатков сопряжено с дополнительными затратами на создание аккумулирующих устройств, замещающих генераторных мощностей, сложной распределённой автоматики системы управления параллельной работой большого числа ветрогенераторов ("виртуальной электростанцией"), а также с удалением ВЭС от населённых пунктов в безлюдные места.

В данной статье с учётом этих обстоятельств предлагается рассмотреть достоинства и недостатки ветрогидроэнергетического комплекса (ВГЭК), состоящего из ветронасосных агрегатов, аккумулирующей ёмкости (водохранилища) и гидроэлектростанции.

Достоинством ВГЭК является его принципиальная простота по сравнению с другими конструкциями ветроэнергетических установок (ВЭУ), обусловленная несложной схемой преобразования вырабатываемой энергии.

Цель исследования - выяснить условия, при которых такой комплекс будет более эффективен по сравнению с другими видами ветроэнергоустановок. Предлагается методика технико экономического обоснования эффективности ВГЭК. При этом особое внимание уделяется надёжности электроснабжения потребителей, запитанных от таких комплексов.

Указанная цель прямо соотносится с "Основными направлениями государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года" (2), в которых предполагается разработка нормативно-технической и методической документации по проектированию, строительству и эксплуатации энергетических объектов, функционирующих на основе использования ВИЭ.

Примечательно, что в России пока нет ни одной ВЭС типа ВГЭК, и отсутствует опыт их проектирования. За рубежом такие установки (2-3 шт.) имеются, одна из них в Португалии.

Методика расчёта параметров и оценки эффективности ВГЭК включает следующие основные этапы.

1. Изучение электропотребления, графиков нагрузки и требований по электроснабжению потребителей соответствующего энергорайона.


2. Анализ информационной базы по ветровой деятельности (скоростей и продолжительности ветров) в исследуемом районе.

3. В случае достаточной ветровой активности - исследование и выбор наиболее подходящих для местных условий водных источников, предназначенных для заполнения водохранилища ГЭС ветронасосами (наличие близлежайшего источника воды: моря, озера, реки, подземных источников и т. п.).

4. Определение необходимой установленной мощности гидроэлектростанции, характеристик основного оборудования и сооружения ГЭС, исходя из требований к объёмам, графикам и надёжности электропотребления.

5. Сбор информации о номенклатуре и параметрах гидроагрегатов, выпускаемых промышленностью. Выбор эффективного числа и единичной мощности агрегатов для конкретных условий.

6. Определение необходимого объёма водохранилища и его основных характеристик с учётом местных топографических и погодно-климатических условий. Объём водохранилища может быть увеличен при учёте других хозяйственных потребностей региона. Расчёты конструкций и гидросооружений водохранилища.

7. Определение необходимой установленной мощности ветронасосных агрегатов и их характеристик, исходя из требований заполнения водохранилища в рамках расчётного периода, определяемого ветровой деятельностью в данной местности, и требований по надёжности.

8. Получение информации о номенклатуре и параметрах насосных агрегатов, выпускаемых промышленностью. Выбор эффективных числа и производительности агрегатов для конкретных условий, надёжных и достаточных для заполнения водой требуемого объёма водохранилища.

9. Подготовка технико-экономической информации для сравнительной оценки предлагаемого и альтернативных вариантов, в том числе при получении электроэнергии из электроэнергетических систем (ЭЭС), а также традиционных ветроэнергоустановок с замещающими мощностями и пр.

10. Выбор окончательного варианта электроснабжения региона по результатам технико экономических расчётов вариантов.

11. Решение остальных сопутствующих проблем, связанных с сооружением ВГЭК. Например, рассмотрение возможности работы ВГЭК с применением резервуара в нижнем бассейне ГЭС для перекачки из него воды в верхний резервуар при помощи ветронасосных установок (схема замкнутого цикла) и др.

Краткая характеристика комплекса Принципиальная схема ВГЭК представлена на рисунке. Его основными узлами являются:

1 - узел заполнения водохранилища = ветронасосные агрегаты;

2 - узел аккумулирования энергии = резервуар (водохранилище);

3 - узел генерации = гидроэлектростанция (ГЭС).

Суть предлагаемой установки заключается в том, что энергия ветра, являясь первичным источником энергии при работе ВГЭК, используется для наполнения водохранилища, которое является энергоаккумулирующим звеном при производстве электроэнергии. Главное преимущество ВГЭК заключается в совмещении достоинств ВЭУ и идеи насосного аккумулирования воды. При этом исключается основной недостаток ветроэнергетики несоответствие непредсказуемых случайных колебаний скорости ветра режиму электропотребления в процессе использования его энергии. Это отличает ВГЭК от аналогичных установок, где энергия ветра используется непосредственно для выработки электроэнергии для покрытия нагрузки, а также заряда аккумуляторной батареи. При отсутствии ветра и устройств аккумулирования такие установки дублируются дизельными (ДЭС) или газотурбинными (ГТЭС) электростанциями.

ВГЭК по многим параметрам соответствует конструкции гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) (3), однако главное его отличие от ГАЭС заключается в использовании даровой энергии ветра при заполнении верхнего водохранилища. Таким образом, от ГЭС комплекса покрывается местная нагрузка полностью, а не только пиковые зоны графика электропотребления. Поэтому для ВГЭК связь с энергосистемой желательна, но не обязательна. При наличии связи ВГЭК может выполнять функции, возлагаемые на распределённую генерацию.

В сравнении с другими ВЭУ данная установка обладает следующими достоинствами.

1. Разрабатываемый по такой схеме ВГЭК позволяет "развязать" и рассматривать раздельно два случайных некоррелируемых процесса:

- использование энергии ветра для целей электроснабжения при любом режиме ветровой деятельности;

- надёжное (бесперебойное) покрытие нагрузки потребителей электроэнергией высокого качества независимо от наличия или отсутствия ветра в любой момент времени.

2. Применение относительно примитивных (а, следовательно, дешёвых и надёжных) ветросиловых установок, вплоть до ветронасосов (ветряков) с механической передачей силы ветра к гидронасосу (поршневому или центробежному).

3. Применение в качестве накопителя энергии водохранилища, более экологичного и более простого, чем такой же производительности электроаккумуляторные батареи, сжатый воздух, водород и т.п., а также резервных (замещающих) дизельных агрегатов с запасами дизельного топлива или газотурбинных установок.

4. Комплексное использование водохранилища с учётом других хозяйственных целей: в качестве резервуара водопроводной воды для ближайших населённых пунктов и производств, водопоев, рыбоводства и птицеводства, орошения сельскохозяйственных земель, рекреационных нужд и др.

Применение такого комплекса целесообразно в первую очередь для удалённых населённых пунктов, полная и надёжная электрификация которых от централизованного снабжения затруднительна либо дорогостояща. Хотя по соображениям надёжности и экономичности возможно сооружение ВГЭК и при наличии электроснабжения потребителей от системы. В этом случае связь с ЭЭС обеспечивает: повышение надёжности электроснабжения;

возможность снижения объёма водохранилища, особенно если есть потребители всех категорий (тогда достаточно покрывать от ГЭС в аварийных ситуациях только нагрузку потребителей 1-ой и, частично, 2-ой категории);

значительное повышение качества электроэнергии, если линии электропередачи связи с системой имеют большую протяжённость и низкое номинальное напряжение - 110 кВ и ниже, вплоть до 10-6 кВ при длинах 50-150 км и более (благодаря ГЭС появляются местные избытки активной и реактивной мощности, что обеспечивает бесперебойное электроснабжение и регулирование напряжения);

возможность передачи избытков мощности в систему.

К дополнительным достоинствам предлагаемой системы можно отнести то обстоятельство, что для наполнения водохранилища нет необходимости применять быстроходные ветровые машины, а напротив, более целесообразны тихоходные ВЭУ. Это увеличивает период использования ветра, а также не требует таких высоких аэродинамических характеристик, как у ВЭУ для непосредственного питания электрической нагрузки. Возможность использования естественного рельефа местности для организации водохранилища также следует отнести к преимуществам ВГЭК. Рассматривается возможность применения такой системы в качестве комплекса электро- и водоснабжения, особенно в засушливых районах.

Однако наряду с преимуществами системы следует учесть факт влияния климатических условий на хранение воды в резервуаре. При размещении установки в достаточно суровых условиях возникает опасность перемерзания водохранилища и систем водоводов и, как следствие, невозможность его дальнейшего функционирования в зимний период. Далее, использование рельефа местности не всегда можно реализовать, поскольку он может оказаться неподходящим для организации резервуара. Придётся сооружать искусственное водохранилище либо в связи с низкими отметками поверхности, либо недостаточной прочностью грунтов, что может потребовать дополнительных капиталовложений.

Учитывая известную изменчивость электропотребления во времени, выработка электричества ВГЭК должна обеспечивать надёжное покрытие соответствующих графиков нагрузки.

Принимая во внимание достоинства и недостатки предлагаемой системы, для чёткого понимания её целесообразности применительно к конкретным условиям, а также для конкретного проектирования необходима разработка методики оценки эффективности как расчётного инструмента для решения задач электроснабжения в специфических условиях на базе ВИЭ. С учётом этого методика определения параметров ВГЭК укрупнённо должна включать в себя расчёты в следующей последовательности.

1. Расчёт параметров ГЭС на основе прогноза электропотребления и с учётом фактора надёжного электроснабжения потребителей.

2. Расчёт характеристик водохранилища по результатам расчёта параметров ГЭС.

3. Определение параметров ветросиловых агрегатов по результатам расчётов п. 2, а также с учётом ветровых характеристик района расположения установки и с учётом надёжности ветронасосов.

4. Решение остальных сопутствующих проблем, связанных с сооружением ВГЭК.

Расчёт параметров ГЭС, характеристик водохранилища и параметров ветронасосных агрегатов производится по известным методикам, но с учётом особенностей функционирования этих объектов в рамках комплекса и фактора надёжности электроснабжения потребителей. Ниже излагаются особенности выбора параметров и характеристик указанных составляющих ВГЭК.

Определение параметров ГЭС Суть определения параметров ГЭС заключается в выборе единичной мощности гидроагрегатов и их количества n с учётом обеспечения требуемого уровня надёжности электроснабжения потребителей.

Расчёт оптимальной надёжности ГЭС производится в соответствии с общей теоремой о повторении опытов теории вероятностей (5), что позволяет оценить необходимый резерв и вероятность бездефицитной работы объекта, состоящего из n элементов по их номинальным параметрам. Для оценки надёжности ГЭС такими параметрами будут номинальная единичная мощность N (ед), количество гидроагрегатов n и вероятность безотказной работы p. При принятом N (ед) определяется необходимое число агрегатов, при котором обеспечивается покрытие требуемой нагрузки с заданной (нормативной) вероятностью бездефицитной работы при минимальном резерве мощности.

Расчёты проводятся по формуле биномиального распределения для однотипных агрегатов:


выражения в квадратных скобках характеризуют значения располагаемой мощности ГЭС в соответствующих расчётных состояниях.

Приведённое разложение бинома представляет полную группу событий с различными возможными состояниями элементов объекта (ГЭС). В данном случае это сочетания работоспособных (n-i) и неработоспособных i элементов из их общего числа n.

Из (2) находится вероятность бездефицитного покрытия нагрузки:

При этом выбирается n, для которого Р [больше или равно] Р(норм) (4) где Р(норм) - нормативная величина вероятности бездефицитного электроснабжения потребителей. В России Р(норм) принимается на уровне 0.996 (6).

Если условие (4) не обеспечивается, то изменяется N (ед) и/или n, при которых (4) удовлетворяется.

Обычно N (ед) принимается равным мощности, приведённой в каталогах заводов-изготовителей гидроэнергетического оборудования, и уточняется при этом число агрегатов требуемой единичной мощности n.

Расчёт характеристик водохранилища На втором этапе расчёта параметров ВГЭК определяется необходимая ёмкость водохранилища.

В связи со случайным характером ветровой деятельности, поступление воды в водохранилище носит случайный характер. Основная задача при этом - обеспечить такой объём и такой режим заполнения водохранилища, чтобы воды было в достатке для покрытия потребности в электроэнергии потребителей в заданном объёме и в требуемое время на протяжении всего расчётного периода (цикла) Т, зависящего от характера ветровой активности.

Характер ветровой активности оценивается по данным климатологических справочников по ветру для района сооружения ВГЭК, исходя из которых определяется продолжительность периодов со скоростью ветра, недостаточной для работы ветроагрегатов, и длительностями энергетического штиля. В ветроэнергетических расчётах для определения повторяемости скоростей ветра широко применяется двухпараметрическое распределение Вейбулла (7). По данной информации определяется продолжительность ветрового периода, имеющего скорость, позволяющую обеспечить полезную работу ветронасосных агрегатов. В этом случае расчётный период Т следует рассматривать как Т = Т (в) + Т (б/в), (5) где Т (в) - время достаточной ветровой активности, сут.;

Т (б/в) - время недостаточной ветровой активности, сут.

С помощью аккумулирующего устройства решаются следующие задачи:

- взаимоувязка графиков производства и потребления энергии с целью бесперебойного электроснабжения потребителей;

- повышение эффективности использования энергии ветра за счёт полного использования суммарной выработки ветроустановок.

При решении вопросов, связанных с аккумулированием энергии, производимой ветроустановками, должны приниматься во внимание такие характеристики как:

- относительные размеры;

- удельные затраты;

- длительность хранения энергии;

- допустимый объём сохраняемой энергии;

- сложность энергетических преобразований (выпрямление, инвертирование, преобразования частоты и т.п.);

- простота и безопасность обслуживания и т.п.

Главный критерий при определении ёмкости водохранилища - необходимость обеспечения требуемого расхода воды Q гидроагрегатами при их работе. Расход воды уменьшается с ростом напора воды Н. Это условие учитывается при проектировании аккумулирующего водохранилища на местности.

Расчётный напор воды принимается в соответствии с возможностями сооружения водохранилища в заданном районе. При принятом расчётном напоре по заводским данным для выбранного типа гидроагрегата определяется удельный расход воды Q(0) (м(3)/кВт*ч). Требуемый полезный объём водохранилища определяется по формуле При оценке зеркала и глубины полезного объёма водохранилища надо стремиться как к сокращению зеркала (что ведёт к уменьшению отчуждения поверхности земли для водохранилища, уменьшению поверхности испарения и т.п.), так и к уменьшению глубины периодического срабатывания водохранилища, так как большие колебания уровня воды оказывают неблагоприятное влияние на животный и растительный мир, как самого водоёма, так и его береговой полосы. В общем случае возможность регулирования зеркала обеспечивается посредством обваловывания водохранилища небольших размеров. Регулируя зеркало, можно выбирать глубину сработки и наоборот, в зависимости от конкретных обстоятельств.

В результате выбора гидроагрегатов для ВГЭК выполняется главный принцип определения ёмкости водохранилища - обеспечение минимально возможного расхода Q с целью минимизации ёмкости водохранилища, и как следствие, сокращение расходов на его сооружение и эксплуатацию.

Так как ГЭС обеспечивает потребителей электроэнергией, покрывая весь график нагрузки на протяжении всего периода потребления, полезная ёмкость водохранилища должна обеспечивать расход воды гидроагрегатами за весь принятый расчётный период Т электроснабжения, в качестве которого может быть временной интервал от суток (суточное регулирование) до года (годовое регулирование). Выбор расчётного периода зависит от конкретных условий ветровой деятельности - чем чаще дует ветер, тем расчётный период 7 будет короче, а, следовательно, тем меньше должно быть водохранилище и вложение средств в его сооружение.

Кроме полезного объёма водохранилища V (полезн) для покрытия расхода гидроагрегатов, необходимо также учесть потери, связанные с испарением воды с поверхности водохранилища V (исп), потери на фильтрацию через грунт V (ф) и потери на льдообразование V (л) при эксплуатации в районах с холодным климатом (8).

Методы определения расхода на данные потери имеют эмпирический характер и применяются в зависимости от каждого конкретного случая.

Полный объём водохранилища будет равен V (полн)= V (полезн)+ V (исп)+ V (ф)+ V (л) +V (м)= V (полезн)+ V (потерь) + V (м), м(3), где V (потерь)= V (исп)+ V (ф)+ V (л);

V (м) - мёртвый объём.

Так как строительство полностью искусственного резервуара - мероприятие затратное, целесообразнее организовывать его с использованием естественных неровностей рельефа с минимальными вложениями материалов и трудозатрат в организацию аккумулирующего водохранилища. Для оценки возможности обеспечения V (полн) на местности, объём предполагаемого водохранилища подсчитывается последовательным суммированием объёмов отдельных слоев [дельта]V (i), заключённых между двумя смежными горизонталями на топографических картах при установлении зеркала F(3) путём их планиметрирования. Для этого требуется знание топографических характеристик местности.

Объём V (полн) в общем случае может быть увеличен, если потребуется решение других народно хозяйственных нужд района, которые упоминались выше. Но это уже отдельная задача.

Способ организации и тип водохранилища по его конструктивным особенностям определяется по технико-экономическим показателям того или иного варианта для конкретных условий, но предпочтение стоит отдавать организации водохранилища с максимальным использованием естественного рельефа.

На начальном этапе заполнения водохранилища ветронасосным агрегатам предстоит заполнить весь объём V (полн), для чего потребуется некоторое время. В дальнейшем, после заполнения мёртвого и полезного объёмов ветроагрегатам предстоит только заполнение объёма V (полезн) + V (потерь), срабатываемого в течение расчётного периода Т. При этом объём, созданный заранее, срабатывается в текущем периоде и одновременно накапливается новый объём V (полезн) + V (потерь) для работы ГЭС в следующем периоде.

Представляется, что дислокация выбираемого водохранилища возможна в результате большого числа вариантов: ущелье, овраг, распадок, углубление рельефа на возвышенности. Кроме естественных условий можно рассматривать создание искусственного резервуара с обваловкой, укреплением ложа водохранилища противофильтрационными материалами и т.д.

(Окончание в следующем номере) *** 1 Николаев В.Г. Тенденция развития мировой ветроэнергетики // Энергия: экономика, техника, экология. 2011, N 11, с. 10-18.

2 Утверждены распоряжением Правительства РФ от 08.01.2009 г. N 1-р.

3 Синюгин В.Ю., Магрук В.И., Родионов В.Г. Гидроаккумулирующие электростанции в современной электроэнергетике. М., 2008.

4 Ершевич В.В., Зейлигер А.Н., Илларионов Г.А. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. М., 1985.

5 Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., 2002.

6 Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др. Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. М., 1985.

7 Голицын М.В., Голицын A.M., Пронина Н.В. Альтернативные энергоносители. М., 2004.

8 Асарин А.Е., Бестужева К.Н. Водноэнергетические расчёты. М., 1986;

Кароль Л.А. Гидравлическое аккумулирование. М., 1975.

к оглавлению ИЗБРАННЫЕ ТРУДЫ А. С. НЕКРАСОВА Дата публикации: 30.09. Автор: Г.А. ГУХМАН Источник: Энергия - экономика, техника, экология Место издания: Москва Страница: 23, 24, 25, 26, Выпуск: 9 Издание избранных трудов (1) доктора экономических наук, профессора, Заслуженного деятеля науки Российской Федерации Александра Семёновича Некрасова, выдающегося экономиста энергетика, связавшего свою долгую творческую жизнь с решением широкого круга проблем анализа и перспектив развития топливно-энергетического комплекса страны и его отраслей, посвящено его памяти. Издание подготовлено в Институте народнохозяйственного прогнозирования Российской академии наук редакционной коллегией во главе с директором института академиком В.В. Ивантером.

Из предисловия редакционной коллегии:

"В современной цивилизации энергия пронизывает все стороны производственной и общественной жизни общества. Поэтому методы оценки эффективности технологий являются определяющими при выборе направлений инновационного совершенствования и развития энергетических систем. Однако только в начале XX в. стало понятно, что для оценки эффективности любых технологических процессов, связанных с использованием энергии, недостаточно рассматривать их изолированно друг от друга.

Необходимым стал всесторонний анализ взаимосвязей элементов энергетической цепи: от добычи природных энергоресурсов до их конечного использования для получения конечной продукции и услуг. В дальнейшем это требование было расширено включением в анализ элементов окружающей среды и общества.

Потребовались новые подходы к оценке производственных систем, выходящие за пределы узкопрофессиональных знаний, основанных только на закономерностях физико-химических наук, и требующие расширения анализа за счёт перехода к учёту более широкого круга причинно следственных связей, возникающих в энергетической системе, природе и обществе на протяжении всего срока жизни технологий. Энергетика была одной из первых сфер деятельности, где эти принципы получили практическое воплощение в практику принятия решений. В дальнейшем этот подход получил название системного подхода.

Развитие системных исследований привлекло на первых этапах специалистов широкого профиля с универсальными знаниями и неординарными взглядами. Число таких людей всегда было ограниченным, а прикладные системные исследования привлекают к себе особых людей. В разработке основ системного анализа в энергетике в послевоенные годы приняли участие выдающиеся экономисты-энергетики - В.И. Вейц, М.А. Стырикович, Л.А. Мелентьев, А.А.

Бесчинский, Е.О. Штейнгауз и др. Благодаря им во второй половине прошлого столетия в России сложилась научная школа экономики энергетики и системного анализа в энергетике.

А.С. Некрасов начинал свою профессиональную деятельность в окружении этих людей. Это отложило заметный отпечаток на всю его научную деятельность как инженера и экономиста. Он продолжил изыскания своих учителей. Его работы проникнуты настоящим профессионализмом. В них нашли отражение глубина инженерного понимания существа технических процессов с экономическими факторами их вписания в современную экономическую систему. Такой подход оказался исключительно плодотворным при решении острых и сложных народнохозяйственных проблем. Во многом эти работы не потеряли своей актуальности и сегодня, несмотря на то, что некоторые из них написаны почти полвека назад.

В предлагаемой читателю книге собраны наиболее интересные публикации, написанные лично А.С. Некрасовым и совместно с его коллегами....

При отборе статей редакционная коллегия старалась исключить дублирование и оставить наиболее интересные места, сохраняющие свою актуальность до настоящего времени".

Материал представлен в шести разделах:

Раздел I. Анализ и перспектива развития топливно-энергетического комплекса.

Раздел II. Энергетический баланс России.

Раздел III. Электроэнергетика России.

Раздел IV. Теплоснабжение России.

Раздел V. Экономические проблемы энергообеспечения населения России.

Раздел VI. Методология и моделирование.

Первый, самый большой по объёму (219 с.), раздел состоит из 9 статей, опубликованных в период 1993-2012 гг.

1. "Альтернативы развития российской энергетики" (1993 г.).

В статье обсуждаются задачи и содержание энергетической политики в различные периоды экономического развития России (преодоление экономического спада, восстановление производства и потребительского стандарта, интенсивные структурные и технологические преобразования, развитие экономики на новой основе);

безальтернативные составляющие энергетической политики (интенсификация энергоснабжения, экологические ограничения энергетических альтернатив, социальное значение энергетики);

отрасли, инвариантные стратегиям развития ТЭК (добыча и переработка нефти, угли для коксования, теплоснабжение);

отрасли, определяющие стратегии развития ТЭК (электроэнергетика, газовая промышленность, энергетические угли);

альтернативные варианты развития энергетики (газо-угольный вариант, атомно-энергетический вариант).

2. "Экономические проблемы развития энергетического сектора в России" (1999 г.).

Рассмотрены макроэкономические условия, создающие основу для роста спроса на энергию и развитие энергетического сектора России, реализация которых сформирует новые черты этого сектора экономики.

3. "Цены на энергию в экономике России" (1996 г.).

Речь идёт об оптовых ценах на топливо, тарифах на электроэнергию и тепло, розничных ценах на энергетические услуги и товары, монопольных ценах на топливо и энергию и о соотношении энергетических цен на внутреннем и мировом рынках в условиях реформирования (либерализации) экономики России и принципиальных институциональных изменений в электроэнергетике с учётом социально-экономического контекста анализа проблем ценовой политики в отраслях энергетического сектора.

4. "Экспортная политика России на мировых энергетических рынках" (2000 г.).

Обсуждается значение предельной эффективности экспорта энергоресурсов (нефти и нефтепродуктов и природного газа) из России для экономики страны и условия её реализации, а также основные элементы экспортной стратегии.

5. "ТЭК России в XXI веке. Тяжёлое бремя энергопотерь".

Представлено резюме материалов докладов на конференциях в период 2005-2006 гг., из которых следуют выводы о необходимости стимулировать опережающий рост отраслей с высокой добавленной стоимостью продукции, поскольку ТЭК России не может самостоятельно обеспечить устойчивое развитие экономики страны в течение длительного времени, и о целесообразности привлечения средств зарубежных инвесторов в энергосбережение в России в связи с дефицитом инвестиционных ресурсов в стране.

6. "Развитие энергетического комплекса России в долгосрочной перспективе" (2004 г.).

В статье рассмотрены особенности развития энергетического комплекса и основных регионов России и формирования перспективного энергетического баланса России до 2025 г., а также прогнозы развития энергетики в макрорегиональном разрезе.

7. "Валютные поступления от экспорта российских углеводородов: факторы и зависимости" ( г.).

Обсуждается динамика российских экспортных цен на сырую нефть, нефтепродукты и природный газ в 1994-2003 гг.;

тесная корреляционная связь цены российской нефти с ценами нефти на мировом рынке и валютной выручки в 1994-2004 гг.;

динамика валовой валютной выручки от экспорта российских углеводородов и цены российской нефти в период 1994-2003 гг.;

динамика экспортных поступлений и доходов бюджета в 1996-2003 гг.

8. "Тепло Земли согреет малые города" (2009 г.).

Статья посвящена одному из направлений использования нетрадиционных источников энергии извлечению её из петрогеотермальных ресурсов твёрдых горячих пород земных недр.

9. "Грейтесь сейчас, зимой тепло не будет" (2012 г.).

В своей последней статье, опубликованной после его кончины, А.С. Некрасов привлекает внимание читателя к такой важной для нашей страны отрасли энергетики, как теплоснабжение, и подчёркивает, что заметных изменений в этой отрасли за последнее десятилетие нет и положение дел, ставшее следствием политики правительства бывшего СССР, остаётся неблагополучным, и в заключение отмечает: "Устранение государства от перестройки социально значимого теплоснабжения недопустимо. Оно должно стимулировать и координировать этот процесс".

Второй раздел (66 с.) включает в себя две публикации, посвящённые энергетическому балансу России.

1. "Энергетический баланс: принципы его разработки и анализа".

Представлен материал из двух монографий ("Построение и анализ энергетического баланса", г., и "Управление энергетикой предприятия", 1979 г.), в котором приведены рекомендованные в 1973 г. основные понятия и определения в области энергетического баланса, разработанные при активном участии А.С. Некрасова Научным советом отделения физико-технических проблем энергетики АН СССР совместно с Комитетом научно-технической терминологии АН СССР;

описаны методология разработки и анализа энергетических балансов, а также оптимизация энергетического баланса промышленного предприятия.

2. "Стоимостная оценка энергетического баланса России" (2002 г.).

В статье показано, что, в отличие от традиционных в мировой и российской практике отчётных и прогнозных энергетических балансов, разработка которых ведётся только в натуральных и условных единицах (в тоннах условного топлива или нефтяного эквивалента), стоимостная оценка энергетического баланса - при всех связанных с неполнотой информационной базы ограничениях в расчётах - позволяет рассмотреть новые аспекты такого баланса и выявить его слабые стороны.

В третьем разделе (95 с.) представлены 4 публикации периода 1985-2008 гг., в которых обсуждаются проблемы электроэнергетики России.

1. "Некоторые социально-экономические аспекты электрификации СССР на современном этапе" (1985 г.).

Обсуждаются направления развития электрификации в нашей стране, роль которой в решении первоочередных социально-экономических задач резко возросла с середины восьмидесятых годов в связи с тем, что большая часть прогрессивных технологий, применяемых в народном хозяйстве, основана на использовании электроэнергии.

2. "Экономические результаты реформирования российской электроэнергетики" (1999 г.).

Анализ экономических результатов реформирования российской электроэнергетики за период 1991-1997 гг. позволяет сделать вывод о необходимости повысить роль государства в управлении этой отраслью, поскольку: "Электроэнергетика как структурная отрасль должна обеспечивать и повышать экономическую и социальную стабильность страны и общества. Преобразования этого естественного монополиста должны иметь необходимые и достаточные обоснования. Иначе они могут стать серьёзным тормозом в наметившихся контурах подъёма национальной экономики".

3. "Электроэнергетика России: экономика и реформирование" (2001 г.).



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.