Кліматычныя крыніцы энергіі -- вось наш паратунак

На цяпершні час становіцца зразумелым, што чалавецтва набліжаецца да энергетычнага голаду, таму што вуглявадароднага паліва – а гэта тое, што спальваецца на ТЭЦ, у розных печах для атрымання цяпла і электраэнергіі, хопіць усяго на некалькі дзесяцігоддзяў. Такая ж праблема ўзнікне і з ядравым палівам. Лічыцца, што запасаў ўрану яшчэ менш, чым вуглявадародаў. І ўжо ў сярэдзіне нашага стагоддзя пачне сур’ёзна адчувацца дэфіцыт энергіі.

Якое ж выйсце з энергетычнага тупіка? Што выратуе нас ад знікнення ў бясконцым космасе?
Навукоўцы з усё большай упэўненасцю схіляюцца да таго, што адзіным паратункам для выжывання чалавека і вырашэння энергетычнай праблемы з’яўляецца кліматычная энергія, як альтэрнатыва традыцыйнай вуглявадароднай крыніцы. Кліматычная энергія – рассеяная ў атмасферы, гэта энергія сонца, ветру, вады, а таксама геатэрмальная і энергія біямасы. Кліматычная энергія адносіцца да бесперапынна аднаўляльнай, больш таго, – да невычэрпнай крыніцы энергіі.

Ацэньваючы перспектывы развіцця сусветнай энергетыкі, Нобелеўскі лаўрэат Жарэс Алфераў, выступаючы 19 верасня 2012 года ў Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі, сказаў: ”Да канца бягучага стагоддзя, безумоўна, энергетычная праблема чалавецтва будзе вырашана на аснове выкарыстання сонечнай энергіі. А ядзерная энергетыка застанецца ва ўспамінах”. Нельга не прыслухацца да слоў сусветна вядомага вучонага.
Разгледзім тэмпы спажывання энергіі чалавекам у мінулым і цяпер. Паводле даных М. Крыжаноўскага, у далёкія старажытныя часы адзін чалавек спажываў за дзень каля 2000 ккал, што адпавядае магутнасці 100 Вт. Магчымасць здабычы агню дапамагла павялічыць выкарыстанне энергіі да 300 Вт за дзень на аднаго чалавека. Да 1200 г. магутнасць энергіі, што выкарыстоўвалася чалавекам, павялічылася да 2 кВт на дзень за кошт узброенасці энергіяй вады і ветру. З гэтага часу спажыванне энергіі чалавекам стала расці высокімі тэмпамі. На цяперашні час усё чалавецтва спажывае каля 8 ТВт энергіі. Калі гэтыя тэмпы спажывання энергіі захаваюцца, то да 2050 г. агульнае спажыванне энергіі дойдзе да 11 кВт на чалавека.
Відавочна, што, акрамя аднаўляльных крыніц энергіі, у людзей няма іншай альтэрнатывы, якая магла б замяніць традыцыйныя крыніцы энергіі, што спажываюцца на цяперашні час.

Адчуваючы набліжэнне энергетычнага крызісу, у апошнія дзесяцігоддзі многія краіны свету пачалі прынімаць меры па распрацоўцы спосабаў выкарыстання аднаўляльных крыніц энергіі. Толькі за перыяд з 2005 па 2011 год колькасць краін, якая стала на шлях спажывання аднаўляльнай энергіі павялічылася з 55 да 118. У межах краін Еўрасаюзу ў 2010 г. магутнасць ветраэнергетыкі склала 86 тыс. МВт, а сонечнай энергетыкі – 29 тыс. МВт. Калі такія тэмпы росту спажывання кліматычнай энергіі захаваюцца, то Еўрасаюз ужо да 2020 г. у сваім энергетычным балансе зможа выкарыстоўваць 20 % альтэрнатыўнай энергіі.

Разлікі навукоўцаў сведчаць, што Беларусь валодае дастатковым патэнцыялам аднаўляльнай энергіі для таго, каб эфектыўна яе выкарыстоўваць. Гэты патэнцыял у рэспубліцы складае больш за 75 млрд кВт/год, што амаль у два разы перавышае аб’ём спажывання электраэнергіі на цяперашні час, які складае 38 млрд кВт/год.

Сонечная энергія
Вядома, што асноўнай крыніцай энергіі для ўсіх зямных працэсаў і для жыццядзейнасці чалавека з’яўляецца выпрамяненне Сонца – сонечная радыяцыя. Зямля атрымоўвае ад Сонца 173 000 ТВт (173.000 • 1012 Вт) (1012 Вт = 1000 мільярдаў Вт). Пры гэтым колькасць энергіі, якая выпрацоўваецца чалавекам на электрастанцыях складае прыкладна 3• 1012 Вт, што амаль у 60 тысяч разоў менш. Важна адзначыць і такую акалічнасць на карысць сонечнай радыяцыі, што яе паток, які дасягае зямной паверхні і атмасферы, адрозніваецца вялікім пастаянствам. Так, на верхняй мяжы атмасферы прыток сонечнай энергіі складае 1367 Вт/м2, гэта, так званая, сонечная пастаянная. Таму можна сцвердзіць, што праменная энергія сонца і яе вытворная ветравая энергія размяркоўваюцца па зямному шару даволі раўнамерна.

Усе іншыя крыніцы энергіі – прыліўная энергія Сонца і Месяца, а таксама ўнутранае цяпло Зямлі і радыеактыўнага распаду істотнага значэння не маюць для зямных працэсаў.

Якія магчымасці сонечная энергіі ў Беларусі?
За год прыток сумарнай сонечнай радыяцыі змяняецца ад 4100 МДж/м2 на поўдні рэспублікі да 3500 МДж/м2 на поўначы. Агульная сума радыяцыі на поўдні, прыкладна, на 16 % больш, чым на поўначы. Зыходзячы з тэхнічных магчымасцей выкарыстання сонечнай энергіі на цяперашні час яе патэнцыял у нашай краіне ацэньваецца ў 150–250 млрд кВт∙гадз, што ў 4–6 разоў пераўзыходзіць сённяшні ўзровень энергаспажывання.

На даху аграсядзібы Антона і Наталлі Каніных у Мядзельскім раёне электраэнергію выпрацоўваюць на сонечных батарэях, яшчэ тры сонечныя калектары служаць для награвання вады. Выпрацоўваецца 945 Вт, адначасова могуць гарэць 8 лямпачак па 100 Вт.


У сярэднім за суткі на 1 м2 паверхні Беларусі з улікам начнога часу, хмарнасці і іншых фактараў паступае 2,8 кВт гадз сонечнай энергіі. Удзельная магутнасць сонечнай энергіі, якая паступае на тэрыторыю нашай краіны, нават крыху вышэйшая, чым у Германіі, Вялікабрытаніі, Даніі. Аднак Германія ўжо асвоіла больш за 17 тыс. МВт сонечнай магутнасці, а Беларусь асваенне сонечнай энергіі толькі пачынае.

Сёння сонечная энергія з-за яе высокага кошту з’яўляецца нерэнтабельнай. Але па даных Еўрасаюза, да 2020 года кошт сонечнай энергіі знізіцца да 100 долараў за МВт∙гадз (10 центаў за 1 кВт∙г), а гэта азначае, што ўжо ў хуткім часе сонечная энергія стане канкурэнтаздольнай і найбольш перспектыўнай крыніцай энергіі.

Ветраэнергетыка
Патэнцыяльная энергія ветру залежыць ад яго скорасці. У сярэднім за год скорасць ветру ў рэспублікі Беларусь на вышыні флюгера (10 м) складае 3,5–4,0 м/с на раўнінах і ўзвышшах і 3,0–3,5 м/с на нізінах і ў далінах рэк. Максімальная скорасць ветру характэрна для асення-зімовай пары года, калі ўзмацняецца цыкланічная дзейнасць. Мінімальная назіраецца ў жніўні, калі памяншаецца паўтаральнасць і глыбіня цыклонаў. Зменлівасць скорасці ветру вельмі значная.

Нарачанскі ветрапарк, складаецца з трох ветракоў

Ветракі спраўна працуюць, жывяць ветраэлектраэнгергіяй Нарачанскі край

Здымкі зроблены аўтарам 12 жніўня 2013 г.

Вядома, што з павелічэннем вышыні ад паверхні зямлі скорасць ветру ўзрастае і ўжо на вышыні 100 м яна дасягае 5–7,0 м/с. У краінах, якія выкарыстоўваюць ветравую энергію, ветраэнергетычныя ўстаноўкі звычайна працуюць пры скорасці ветру ад 6.0 да 8.0 м/с. Аднак ідуць актыўныя выпрабаванні ветраэнергетычных ўстановак (ВЭУ) для эфектыўнай работы пры скорасці ветру ад 5 да 7,0 м/с.

Паводле Нацыянальнай праграмы развіцця мясцовых і аднаўляльных энергакрыніц на 2011–2015 гады, ветраэнергетычны патэнцыял Беларусі ацэньваецца ў 1600 МВт з гадавой выпрацоўкай электраэнергіі 2,4 млрд кВт, што дазваляе замяніць 672 тыс тон умоўнага паліва. Па ацэнках некаторых спецыялістаў, ветраэнергетычны патэнцыял Беларусі значна вышэйшы (каля 3000 МВт).

У 2010 г. сумарная магутнасць дзеючых ветраэнергетычных установак Беларусі складала 1,56 МВт, а ў 2011–2012 гг. яна дасягнула 4,07 МВт. Але гэта толькі 0,25 % ветраэнергетычнага патэнцыялу краіны.
Вышыня самай эфектыўнай з працуючых сёння ў Беларусі Грабнікаўскай ВЭУ складае 82 метры, а сабекошт выпрацоўваемай на ёй электраэнергіі – $ 0,0485/кВт∙г (4,85 цэнтаў/кВт∙г) пры сярэднім сабекошце выпрацоўваемай у Беларусі электраэнергіі 7 цэнтаў/кВт∙г.

Гідраэнергетыка
Нягледзячы на тое, што Беларусь – краіна раўніннага рэльефу, але патэнцыяльная магутнасць гідраэнергіі дасягае 850 МВт. Тэхнічна даступны патэнцыял ацэньваецца ў 520 МВт, а эканамічна мэтазгодны – 250 МВт. На сёняшні дзень, пасля ўвядзення ў эксплуатацыю Гродненскай ГЭС магутнасцю 17 МВт у краіне працуюць 42 ГЭС сумарнай магутнасцю 33,1 МВт, што складае ўсяго 6,4 % ад даступнага патэнцыялу.

Дзяржаўнай праграмай будаўніцтва ў 2011–2015 гадах гідраэлектрастанцый у Рэспубліцы Беларусь прадугледжана будаўніцтва яшчэ адной ГЭС на рацэ Нёман магутнасцю 20 МВт, чатырох ГЭС сумарнай магутнасцю 112 МВт на рацэ Заходняя Дзвіна і чатырох ГЭС на рацэ Днепр сумарнай магутнасцю 20,3 МВт. Пры ўводзе іх у эксплуатацыю ўстаноўленая магутнасць усіх беларускіх ГЭС складзе больш за 180 МВт.

У перспектыве пасля 2020 года на гідраэнергетычных крыніцах Беларусі можа быць дасягнута выпрацоўка 1 млрд кВт∙гадз электраэнергіі ў год (каля 3 % электраэнергіі, што выпрацоўваецца ў краіне).

Энергія біямасы
Беларусь валодае вялікімі сыравіннымі рэсурсамі для развіцця біяэнергетыкі. Развіццё гэтай галіны дазволіць вырашыць шэрах энергетычных, эканамічных праблем.

Акрамя традыцыйна выкарыстоўваемых у краіне дроў і драўняных адходаў значнае развіццё можа атрымаць вытворчасць біягазу, сыравінай для якога з’яўляюцца бытавыя адходы і адходы сельскай гаспадаркі.

Геатэрмальная энергія
Беларусь валодае значнымі запасамі геатэрмальнай энергіі з энергетычным патэнцыялам больш за 2 тонны у.п./м2 і тэмпературай 50 оС на глыбіні 1,6 км і 90–100 оС на глыбіні 4 км. Вядзецца падрыхтоўка абгрунтавання развіцця геатэрмальнай энергіі.[/b]