На главнуюОтправить сообщениеКарта сайта
КАЗАХСТАНСКАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ
Комитет по Возобновляемым Источникам Энергии

Энергия воды


24 декабря 2012
Возобновляемые энергетические ресурсы Южного Казахстана: состояние, проблемы и перспективы развития

Проведение в г.Астане Международной специализированной выставки «ЭКСПО-2017» под названием «Энергия будущего» является свидетельством устойчивого и динамичного развития Казахстана, признанием его успехов и достижений всем мировым сообществом. Выставка «ЭКСПО-2017» позволит представить Казахстан теперь в качестве индустриального государства, соответствующего требованиям глобализации и развивающегося по принципам «зеленой экономики».
Надежное и эффективное развитие энергетической отрасли, стабильное снабжение потребителей электрической энергией является основой развития экономики и неотъемлемым фактором обеспечения необходимых условий жизни населения (1).
Республика Казахстан по данным Международной Академии энергетики им. А.Энштейна имеет очень высокий потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ), многократно превышающий потребность страны в топливно-энергетических ресурсах. Однако, в настоящее время в общем энергопотреблении Казахстана доля энергии воды, ветра, солнца  и биомассы незначительна и составляет 0,5%.
Создание новых конкурентоспособных и перспективных решений в энергетической отрасли особо актуально в связи с предстоящим проведением в Казахстане всемирной выставки «ЭКСПО – 2017». Этому также способствует  и ускоренный переход казахстанских предприятий на международные стандарты ИСО с учетом требований Закона Республики Казахстан «О техническом регулировании». 
Южно-Казахстанская область, несмотря на достаточно стабильное обеспечение потребности населения, испытывает существенный дефицит электроэнергии, внутренние сети обеспечивают только около 50% общей потребности региона в электроэнергии. Так суммарная среднегодовая потребность области в электроэнергии составляет 1427,6 млн. кВт/час, дефицит (730,7 млн. кВт/час) электрической энергии компенсируется ее поставками из ближайших регионов: Таразская ГРЭС – 509,7 млн. кВт/час, Туркмения – 151,3 млн. кВт/час, Экибастузская ГРЭС – 42,8 млн. кВт/час, Киргизия – 26,9 млн. кВт/час.
Протяженность высоковольтных воздушных и кабельных линий в области всего составляет 22310 км, из них: воздушные электрические сети – 21731 км; кабельные линии – 579 км. Имеются 240 подстанций, 5232 комплектных потребительских трансформаторных подстанций.
Техническое состояние региональных энергетических сетей области в неудовлетворительном состоянии, процент износа составляет 65-70%. 
Потребители области на сегодняшний день потребляют среднечасовую электрическую мощность в объеме 216 МВт.
В таблице 1 приведен SWOT-анализ электроснабжения Южно-Казахстанской области (2).

Table_1

Для устранения дефицита электроэнергии в области целесообразно строительство малых гидроэлектростанций, ветровых и солнечных электростанций. Рассмотрим состояние и возможности их использования каждого в отдельности.
Согласно проведенным исследованиям полный гидропотенциал Республики Казахстан ориентировочно можно оценить величиной 170 млрд. кВтч/год, технически возможный к реализации – 62 млрд. кВтч, из них около 8,0 млрд. кВтч потенциал малых ГЭС. При этом на горных реках южных областей страны сосредоточено около 65% гидроэнергоресурсов малых рек. Наибольшие перспективы в развитии малого гидроэнергетического строительства существуют в Южно-Казахстанской области.
На сегодняшний день гидроэлектроснабжение области обеспечивается следующими энергетическими источниками:
1. АО «Шардаринская ГЭС», установленной электрической мощностью 100 МВт;
2. МГЭС ТОО «Келесгидрострой», установленной электрической мощностью 1,32 МВт.
Из этих двух объектов, только вторая относится к объектам малой гидроэнергетики, поскольку к мини- и микро ГЭС относятся гидроэлектростанции мощностью до 30 МВт, при мощности единичного агрегата не более 10 МВт.
Учеными ЮКГУ им. М.Ауэзова представлено научное обоснование и разработаны рекомендации для строительства малых мини- и микро ГЭС на горных реках Южно-Казахстанской области, таких как Аксу, Сайрамсу, Арысь, Боралдай, Бугунь, Бадам и др. Для примера приведем основные технико-экономические показатели строительства мини ГЭС на быстротоке правобережного Аксуйского канала (таблица 2). 

Table_2

Для увеличения мощности мини ГЭС целесообразно строительство каскада мини-гидроэлектростанций потенциалом от 5 до 20 МВт. Были проведены исследования о возможности строительства каскадов мини ГЭС на основных горных реках Южно-Казахстанской области, результаты которых представлены в таблице 3.

Table_3

Таким образом, за счет строительства мини ГЭС в Южно-Казахстанской области можно выработать более 1800 млн. кВтч в год. Основным недостатком мини ГЭС является их сезонность, поскольку в зимнее время объем потоков воды уменьшается.
С географической и метеорологической точки зрения Казахстан является благоприятной страной для крупномасштабного использования ветроэнергетики.
По экспертным оценкам, ветроэнергетический потенциал Казахстана оценивается в 929 млрд. кВт.ч. электроэнергии в год. Исследования проведенные в рамках совместного с Программой развития ООН (далее – ПРООН) проекта по ветроэнергетике, показали наличие хорошего ветрового климата и условий для строительства ВЭС в Южной, Западной, Северной и в Центральной зонах Казахстана. Наличие свободного пространства в этих районах позволяют развивать мощности ВЭС до тысяч мегаватт.
В соответствии с ветровым атласом Казахстана достаточный ветровой потенциал имеют Байдибекский и Тюлкубасский районы. В Байдибекском районе исследования ветрового потенциала проведены, а в Тюлкубасском районе планируется детальное исследование ветрового потенциала.
На основании имеющихся данных предполагается установка 50 ветрогенераторов мощностью по 2 МВт в Байдибекском районе между селами Шаян и Жузумдык и 20 ветрогенераторов мощностью по 2 МВт в Тюлкубасском районе восточнее села Балыкшы в качестве начального проекта. В дальнейшем возможно увеличение количества ветрогенераторов до 100 Байдибекском районе и до 50 в Тюлкубасском районе с общей установленной мощностью 300 МВт.
Следует учитывать, что использование ВИЭ является не только аспектом рационального природопользования и энергосбережения, но и  непосредственно примыкает к проблемам охраны окружающей среды и необходимости экологического воспитания населения. Неслучайно, как правило, строительство ВЭС во многих развитых странах осуществляется вдоль крупных автотранспортных и железнодорожных магистралей, из которых люди могут наблюдать красочные пейзажи со множеством крупных промышленных ветроэлектрических установок, заставляющие человека задуматься о бережном отношении к Матери-природе, дающей ему все необходимое для жизни в комфортных условиях. В этом аспекте необходимо отдать приоритет строительства ВЭС на площадке в Тюлькубасском районе.
В Казахстане солнечного сияния составляет 2200-3000 ч/год, а энергия излучения достигает 1300-1800 кВт.ч. В год суммарная дневная радиация при различных условиях по республике составляет 3,8-5,2 кВт.ч/м2. (4). В этом плане Южный Казахстан обладает высокими показателями, которые относятся к одним из лучших в мире.
В Сузакском районе к востоку от села Шолаккурган предполагается установка солнечных фотоэлектрических станций мощностью 50 МВт на начальном этапе. С учетом к.п.д. современных фотопреобразователей электростанция мощностью 1 МВт будет занимать площадь 1 га. Таким образом, для размещения солнечных электростанций мощностью 50 МВт потребуется площадь в 50 га. В дальнейшем возможно увеличение мощности солнечных электростанций до 100-200 МВт.
В результате за счет строительства ветровых и  солнечных электростанций область может получить от 100 до 300 МВт экологически безопасных генерирующих мощностей. Ввод в действие таких мощностей равносилен строительству средней тепловой электростанции с потреблением более 1 млн. тонн угля в год.
По имеющимся на настоящее время данным, удельные затраты на 1 кВт установленной мощности ветровых и солнечных электростанций составляют 1500-2000 долларов США. Таким образом строительство ветровых и солнечных электростанций общей мощностью 110 МВт потребует капитальных затрат в размере 220-250 млн. долларов США. Если принять во внимание, что ветровые и солнечные станции будут работать 4000 часов в год на номинальной мощности (т.е. менее 50% от общего годового времени), то выработка электроэнергии составит примерно 450000 МВт часов в год. При отпускной цене на электроэнергию 0,1 $ кВт час или 100 $ за 1 МВт час, доход от продажи произведенной электроэнергии составит 45 млн. $ в год. Срок окупаемости в этом случае составит 5-6 лет, что является довольно привлекательным для инвесторов.
Основные причины, сдерживающие развитие ВИЭ, следующие:
- необходимость привлечения крупных финансовых и материальных затрат;
- слабая производственная база по выпуску средств возобновляемой энергетики;
- отсутствие координации научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ по разработке ВИЭ;
- необходимость государственной поддержки производителей и потребителей средств ВИЭ.


Авторы статьи:   канд.техн.наук Бескенов Н.Б.,
                 канд.техн.наук Ибрагимов К.
                 ЮКГУ им. М.Ауэзова, г.Шымкент

Использованная литература
1. Тонкопий М.С. Экология и экономика природопользования: Учебник – Алматы. ЭкономикС, 2003.- 592 с.
2. Социально-экономическое положение Южно-Казахстанской области: оценка и перспективы развития. / Р.К.Ниязбекова, П.Т.Байнеева, С.А.Илашева и др. – Шымкент, 2010. – 276 с.
3. Малая гидроэнергетика. Под ред. Михайлова Л.П., Москва, «Электроатомиздат», 1989 г.
4. Оценка комплексной эффективности малых ГЭС. М., Гидропроект – 1990 г.
5. Д. де Рензо, В. В. Зубарев Ветроэнергетика. Москва. Энергоатомиздат, 1982 г.
6. Надиров Н.К. Энергия нефти или солнца?// Нефть и газ. 2005. №2. С.111-118.

Все статьи этой рубрики

 

Другие статьи

09.09.2011Строительство малых ГЭС – как альтернативный путь получения дешевой электрической энергии в условиях Южного Казахстана
Южно Казахстанская область является остро дефицитным регионом по электроэнергии. Собственные энергоисточники (АО «Шардаринская ГЭС» АО, «З-Энергоорталық», ТЭЦ – 1,2 и АО ПК «Южполиметалл») не способны удовлетворить электрической энергией. Местные источники электроэнергии обеспечивают потребность области в пределах около 50%, остальная же часть покрывается за счет перетоков из внешних источников.
27.08.2011Так ли безопасны приливные электростанции?
Исследователи будут работать с трехмерными моделями морского дна для изучения эффектов турбулентности и подводных шумов на морскую флору и фауну, а также поведение рыб. А для мониторинга испытаний новой конструкции подводного приливного генератора и его воздействия на экосистему ученые планируют использовать два судна, оснащенных научно-исследовательской аппаратурой.
27.08.2011Безплотинная мобильная гидро-электростанция
Электростанция состоит из гидроэлектрического агрегата и регулировочного трансформатора. Трансформатор устанавливается на сухом месте ( на берегу), а агрегат под водой (на дне). Диаметр стандартной турбины 2,5м. Вес агрегата около 150кг. При необходимости получения большей мощности агрегаты могут спариваться. Для повышения эффективности агрегата могут применяться ускорители течения (насадки) или полуплотины. Возможна установка агрегата в протоках и отводных каналах.
27.08.2011Ученые предложили превратить людей в живые электростанции
Удивительный способ получения электричества предложили швейцарские исследователи из Бернского университета прикладных наук. По их мнению, генератором энергии способен стать любой человек. Точно так же, как на реках стоят гидроэлектростанции, в сосуды людей, по их мнению, можно установить миниатюрные турбины, которые начнут вырабатывать электричество в результате кровообращения.