А.А. Михалевич,
директор Института проблем энергетики
Академии наук Беларуси
Введение

Республика Беларусь относится к экономическим районам, где ощущается острый дефицит топливно-энергетических ресурсов. В 1990г. в республике добыто 2 млн. т. нефти, 0,3 млрд.м3 газа, 4,5 млн. т. торфа; в коммунально-бытовом секторе использовались отходы лесоперерабатывающей промышленности (0,56 миллионов тонн нефтяного эквивалента (Мт н.э.)). Потребление собственных топливных ресурсов составило 3,3 Мт н.э. при суммарном годовом потреблении энергии 32,6 Мт н.э., т.е. 10%. Следует вывод, что энергетическая система Беларуси базируется, в основном, на импортируемом топливе.

Около 72% общегодового потребления энергоресурсов использовалось для производства электричества и тепловой энергии, из них: 13,3% затрачивалось на технологические нужды промышленности, 12,8% - на коммунально-бытовые нужды, 1,7% - на сельское хозяйство и транспорт. Кроме того, в общегодовом энергопотреблении необходимо учесть 1,06 Мт н.э. газа, используемого в качестве сырья для химической промышленности и 0,96 Мт н.э. - на прочие расходы и потери.

Установленная мощность электростанций в республике покрывала менее 75% общего потребления электричества. Остальная часть электроэнергии поступала от двух крупнейших АЭС, находящихся за пределами республики: Игналинской (Литва) и Смоленской (Россия).

По удельному потреблению электроэнергии на душу населения, республика Беларусь значительно отстала от промышленно-развитых стран. Так в 1990г. этот показатель составил 4,75 МВт ч/чел. против 12,24 МВт ч/чел. для США. В 1995г. общегодовой объем потребления энергоресурсов составил 24,0 Мт н.э., что по сравнению с 1990г. меньше на 38%. За этот период сократилось потребление: электроэнергии - 35%, тепловой энергии - 39%, котельно-печного топлива -38%, светлых нефтепродуктов- 39%.

Объем переработки нефти в Беларуси за этот период уменьшился в 3,2 раза, импорт электричества - в 3,5 раза, поставки природного газа - на 16%. Использование собственных топливных ресурсов в энергетическом секторе увеличилось на 15%.

В объеме всего импорта доля энергоресурсов в денежном эквиваленте достигает 60% (около 1,5 млрд. US$ ), что соизмеримо с величиной годового государственного бюджета Республики.

Установленная мощность электростанций составляет 7,1 млн.кВт. Около 55% оборудования электростанций выработало свой ресурс, по прогнозам, к 2010г. этот показатель достигнет 80%. Из белорусских электростанций только одна - Лукомольская, мощностью 2,4 млн.кВт, работает в чисто конденсационном режиме, остальные производят как электричество, так и тепло. Суммарная мощность отпускаемого тепла белорусской энергосистемой составляет 9,7 млн.кВт; 65% топлива электростанций и котельных энергосистемы приходится на природный газ, остальное - мазут.
Возобновляемые источники энергии Беларуси

Гидроресурсы. В настоящее время в Беларуси функционируют построенные в 50-е годы Чигиринская и Осиповичская ГЭС с общей установленной мощностью 3,7 МВт и сеть ГЭС, восстановленных в 1992-94 гг., общей мощностью около 2 МВт, что обеспечивает среднегодовую выработку электроэнергии около 20 млн.кВт ч, т.е. всего 1% от возможного использования гидроэнергетического потенциала республики.

В Беларуси в 1988г. действовало свыше 170 ГЭС, в том числе 5 малых ГЭС суммарной мощностью 3,5 тыс.кВт и годовой выработкой 16,5 млн. кВтч электроэнергии. Для притоков первого и второго порядка бассейнов рек Западная Двина, Неман, Вилия, Днестр, Припять и Западный Буг был проведен анализ строительства новых малых ГЭС. В перспективе на притоках перечисленных рек может быть установлено около 50 малых ГЭС суммарной мощностью 50 тыс.кВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 160 млн.кВт ч На прудах и малых водохранилищах, напор на которых обычно 2-5 м, а расход воды в пределах 0,5-1,0 м3 /с, возможно применение гидроагрегатов малой мощности (микроГЭС). Такие микроГЭС мощностью 10-50 кВт могут устанавливаться на существующих гидротехнических сооружениях водоемов мелиоративных и водохозяйственных систем. По ориентировочной оценке общая мощность микроГЭС на водохозяйственных системах республики составит до 1 МВт.

Мировой уровень стоимости 1 кВт установленной мощности для микроГЭС составляет 2000-2500 US$ . Стоимость оборудования, изготовленного в странах СНГ, остается ниже мирового уровня цен и составляет 250-800 US$ /кВт. Срок окупаемости микроГЭС - менее 3 лет.

Строительство новых крупных ГЭС технически целесообразно и экономически оправдано на водохранилищах (объемом более 1 млн.м3 ), где имеется принцип. возможность использования готового напорного фронта и существующих гидротехнических сооружений. Как показал анализ, общая установленная мощность таких ГЭС на 17 крупных водохранилищах республики неэнергетического назначения составит около 6 МВт, что обеспечит выработку электроэнергии порядка 21 млн.кВт ч в год.

Наиболее значительный объем электроэнергии может быть получен при строительстве каскада ГЭС на реках Западная Двина (Витебская, Полоцкая, Верхнедвинская) и Нёман (Гродненская). Эти гидроэлектростанции при относительно небольшом затоплении пойменной территории позволят получить до 800 млн. кВтч в год электроэнергии, при установленной мощности около 240 МВт.

Потенциальная мощность всех учитываемых водотоков Беларуси составляет 850 тыс.кВт ( , из них более 50% мощности приходится на средние и крупные реки. Технический потенциал гидроресурсов республики составляет 550 тыс.кВт, но экономически целесообразно реализовать лишь третью часть.

Энергия ветра. В регионах республики среднегодовая v ветра не превышает 4,1 м/с, что зарегистрировано в Минске, Брянске и Василевичах. Наибольшие среднемесячные значения скорости ветра наблюдаются зимой, а минимальные - летом. Максимальные среднемесячные значения скорости ветра изменяются в пределах от 4,6 до 4,9 м/с.

Из-за небольших среднегодовых скоростей ветра в настоящее время перспективным следует считать использование автономных ветроэнергетических и ветронасосных установок малой мощности, в основном в сельскохозяйственном секторе. Такие ветроагрегаты производятся предприятиями СНГ и зарубежными фирмами.

Ветродвигатели небольшой мощности широко эксплуатировались в Беларуси в 50-х годах. Использование энергии ветра должно поддерживаться долгосрочными программами при непосредственном участии государства. Схема внедрения ветроустановок при государственной поддержке может быть следующей: определение ветровых условий на предполагаемом месте установки системы; подготовка проекта, включающая систему автоматической регистрации данных для анализа работы ВЭУ и выработки стратегии дальнейшего их использования; анализ результатов работы в течение 2-3 лет.

До 2000г. следует выбрать площадку с подходящими ветровыми условиями для установки ВЭУ общей мощностью до 30-50 кВт и организовать испытательный полигон; разработать проект установки нескольких ВЭУ различных фирм; проанализировать их работу с целью выбора наилучших ВЭУ для массового внедрения. За этот период необходимо разработать ветроэнергетический кадастр Республики Беларусь с указанием наиболее перспективных площадок.

При положительном опыте эксплуатации установок в течение первого этапа при отработанном механизме финансирования ВЭУ к 2010г. их мощность составит приблизительно 1500 кВт, что позволит сэкономить около 5700 т н.э.

Энергия солнца. Возможное количество солнечных часов в году на широте Минска составляет 4464ч, а фактическое - 1815ч, согласно многолетним наблюдениям. В районе Минска, в среднем за год, насчитывается 28 ясных, 167 пасмурных и 170 дней с переменной облачностью.

В республике разработан ряд солнечных водонагревательных установок производственного и бытового назначения, которые способны удовлетворить сезонные потребности в горячей воде.

Потенциальными потребителями солнечных водонагревателей могут стать владельцы домов усадебного типа, которые в настоящее время, в подавляющем большинстве, не обеспечены горячим водоснабжением. но и другие потребители горячей воды могут внести весомый вклад в энергосбережение путем использования для этой цели энергии солнца. Ожидается, что срок окупаемости систем не должен превышать 5 лет.

Анализ перспектив развития солнечной энергетики в Республике Беларусь позволяет прогнозировать следующие объемы экономичности условного топлива: к 2000г. - 3,5 тыс. т н.э. в год, 2005г. - 20 тыс.т н.э. в год и в 2010г. - 85 тыс.т н.э. в год.

Биомасса . Наиболее значительным обновляемым энергетическим ресурсом Беларуси является древесина. Общий объем леса на корню составляет 1 млрд.м3 (сплошной древесины), а площадь под ним - около 8 млн. га. Ежегодный прирост древесной биомассы оценивается в 25 млн.м3 . За последние три десятилетия общие заготовки древесины составили 10-12 млн.м3 в год, из которых 6-7 млн.м3 приходилось на деловую древесину и 4-5 млн.м3 - на дрова. Около 40% заготовленной круглой древесины шло на древесные отходы, из них 1-1,5 млн.м3 сжигалось в котлах.

Разрешенный лесоповал составляет 15 млн.м3 в год ( , при этом принимается во внимание необходимость восстановления леса и то обстоятельство, что использование леса возможно лишь на 80% площади, занятой лесонасаждениями (вследствие загрязнения лесов в результате Чернобыльской катастрофы и проведения мероприятий по защите окружающей среды на некоторых занятых лесами участках). С учетом этого есть принцип. возможность использования так же 3-4 млн.м3 древесины в год, кроме того, около 1 млн.м3 неиспользованных древесных отходов находится на предприятиях деревообрабатывающей промышленности. Энергетическая ценность этих 4 млн.м3 дополнительного резерва древесины приблизительно равна 7 млн. Гкал или 0,7 млн. т нэ.

В 1995г. в республике переведено на этот вид топлива 1190 действующий котлоагрегатов, что позволило сберечь 130 тыс. т н. э. В сельскохозяйственном коллективном предприятии Прогресс Гродненского района пущен в эксплуатацию котел, работающий на древесных отходах мебельного цеха, срок окупаемости - 1,8 года.

Выпуск высокоэффективных котлов, работающих на местных видах топлива и отходах производства, организован на Гомельском заводе Коммунальник и Бешенковичском Котломаш.

Наиболее эффективным способом сжигания древесных отходов является их переработка в газогенераторных установках. Освоен выпуск газогенераторов мощностью 30 - 200 кВт, работающих на низкосортном местном топливе. Из выпушенных 190 газогенераторов 91 уже смонтировано. Применение их позволяет экономить порядка 350 т н. э. и обеспечивает автономность теплоснабжения потребителей.

Другим возобновляемым источником энергии в Беларуси является биогаз, получаемый из животноводческих отходов. В республике насчитывается 275 животноводческих комплексов и 66 птицефабрик, на которых ежегодно можно производить 1,7 млрд.м3 биогаза, что эквивалентно 0,9 Мт н. э. Кроме того, есть способ получения биогаза путем переработки твердых бытовых отходов. Если принять срок переработки накопленных в республике отходов - 15 лет, то ежегодная возможная выработка составит 350 млн.м3 биогаза (около 200 тыс. т н. э.).

В 1992г. в Брестской области была введена в эксплуатацию первая в республике биогазовая установка Кобос , которая была спроектирована и изготовлена по типу аналогичных установок в Западной Европе. Ее производительность составляла 500 м3 биогаза в сутки при расходе навоза крупного рогатого скота в объеме 50 м3 /сутки. Примерно половина полученного биогаза расходовалась на собственные нужды, тем не менее, установка способна была замещать в хозяйстве органическое топливо в объеме 47 т н.э. в год.

Опыт эксплуатации этой установки в течение двух лет выявил ряд ее недостатков применительно к условиям Беларуси, особенно в работе при отрицательных температурах окружающего воздуха. Были выработаны рекомендации по их устранению. Проверка была проведена на лабораторной пилотной установке в Институте проблем энергетики Академии наук Беларуси. На основании этих рекомендаций в настоящее время идет изготовление опытно-промышленной установки производительностью 200 м3 биогаза в сутки.

Традиционным топливом в Беларуси является торф. Запасы пригодного к добычи торфа в республике составляют 260 млн. т при коэффициенте использования залежи 45-50%. Повышая этот k до 75-80% (что технически выполнимо), можно увеличить объем извлекаемого торфа до 400 млн. т.

В последние годы в Беларуси ежегодно используется 7-11 млн. т торфа для нужд сельского хозяйства и 3,5-5 млн. т - для производства торфобрикетов, предназначенных для отопления 44 тыс. коммунально-бытовых предприятий и 1,7 млн. индивидуальных домовладений. Потребности населения и коммунально-бытовых предприятий в твердом бытовом топливе удовлетворяются за счет торфа только на 30%, поэтому в Энергетической программе Республики Беларусь до 2010г. не предусмотрен возврат к его использованию в большой энергетике.

Однако неперспективность использования торфа в качестве топлива обусловлена прежде всего экологическими соображениями. В настоящее время более 50% площади торфяных месторождений вовлечены в хозяйственную деятельность, что вызывает интенсивные циклы минерализации почвы, ветровой и водяной эрозии. Поэтому правительство Республики Беларусь приняло в 1991г. решение об увеличении фактически вдвое охраняемого торфяного фонда, который в будущем должен охватить 30% торфяных месторождений.

Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что торфяные брикеты - достаточно дешевый вид топлива, можно говорить о возможности поддержания их производства на достигнутом уровне. В связи с выработкой запасов на ряде действующих брикетных заводах в ближайшей перспективе ожидается снижение объема выпуска топливных брикетов. По этой причине возможно увеличение производства бытового топлива за счет добычи более дешевого кускового торфа (в 2 раза), и за счет строительства мобильных заводов мощностью 5-10 тыс. т. объемы добычи кускового торфа могут быть доведены до 300-400 тыс. т в ближайшие 3 года, в дальнейшем - до 800-900 тыс. т, что позволит значительно снизить напряженность в энергообеспечении населения.

После катастрофы на Чернобыльской АЭС наша республика располагает значительными объемами радиоактивной биомассы. В этой связи специалистами прорабатываются вопросы использования этой биомассы для замещения топливных ресурсов Беларуси.

pdf-версия статьи