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대체 에너지원 사용에 자금을 조달하기 위한 주정부 프로그램입니다. 러시아는 대체 에너지 개발 프로그램을 채택했습니다.

에너지부 에너지 효율성, 현대화 및 연료 에너지 단지 개발 국장인 Pavel Svistunov에 따르면, 이 프로그램은 국가 지원 조치와 자금 조달 규모, 그리고 노력해야 할 목표 지표를 연결할 것이라고 합니다. 러시아는 막대한 재생에너지 자원을 보유하고 있습니다. 이러한 자원의 기술적 잠재력은 러시아의 연간 1차 에너지 자원 소비량보다 5배 더 높으며, 경제적 잠재력은 러시아 경제의 연간 에너지 수요를 1/3까지 충족시킬 수 있습니다. 최근까지 이러한 잠재력은 실제로 사용되지 않았습니다. 이는 현재 도매 전력시장의 가격 수준이 재생에너지원을 기반으로 한 전력 생산 비용보다 낮기 때문이다.

한편, 오늘날 재생 에너지를 개발의 핵심 영역 중 하나로 간주하고 시장을 형성하기에 충분한 자원을 보유한 기업 집단이 등장했습니다. 이들은 Renova, Russian Technologies, Rosatom 및 Rusnano입니다.

러시아의 대체 에너지 개발을 촉진할 수 있는 긍정적인 요인은 의심할 여지 없이 재생 가능 에너지원 개발을 위한 국제금융공사(IFC) 프로그램의 출범이라고 할 수 있습니다. 그 목표는 러시아 대체 에너지 시장의 잠재력을 여는 것입니다.

IFC는 5년에 걸쳐 러시아 에너지청(Russian Energy Agency)과 RusHydro를 포함한 러시아 파트너의 지원을 받아 총 용량이 205MW에 달하는 최소 30개 파일럿 프로젝트를 시행할 계획입니다. 총 투자금액은 약 3억6600만 달러로, 이 중 1억5000만 달러는 IFC가 제공할 예정이다. 우선순위 분야는 풍력 에너지(국가 남부와 북동부, 극동 지역)와 바이오매스 에너지(주로 러시아 남부)가 될 것입니다.

IFC 추정에 따르면, 정부가 계획한 재생에너지 발전 수준을 2020년까지 4.5%로 늘리려면 500억 달러의 투자가 필요합니다. 따라서 회사는 연방 및 지역 차원의 투자 조건을 조성하고 은행이 재생 에너지를 위한 금융 상품을 개발하는 데 도움을 주기 위해 1,000만 달러의 추가 자금을 사용할 것입니다.

그러나 지금까지 러시아의 대체 에너지 부문 개발에 대한 주요 투자는 "청정"에너지 생성이 아니라 에너지 장비 또는 에너지 생산용 소스(예: 연료 펠렛) 생산에 집중되어 있습니다.

비전통적 에너지원을 통한 에너지 생산 개발의 선두 국가는 아이슬란드(약 25%가 재생 에너지원, 지열 에너지), 덴마크(20.6%, 풍력 에너지), 포르투갈(18%, 파력, 태양열 및 풍력 에너지)입니다. ), 스페인(17.7%, 주 에너지원은 태양에너지), 뉴질랜드(15.1%, 주로 지열과 풍력에너지를 사용) 등이다.

OECD 비회원국 중 바티칸, 중국, 인도는 2010년 대체에너지 개발에 투자했다.

2010년 바티칸에서는 유럽 최대 규모의 태양광 발전소 건설이 완료되어 국가가 다른 에너지원의 사용을 거의 완전히 포기할 수 있게 되었습니다. 인도도 태양에너지 개발사업에 투자할 계획이다. 중국 정부는 계속해서 대체 에너지에 적극적으로 자금을 지원하고 있습니다. 2010년 중국은 풍력에너지 생산량에서 독일을 제치고 미국에 이어 세계 2위를 차지했다.

유. A. 바피나

대체 에너지원과 2차 에너지원의 사용을 통한 에너지 절약: 러시아와 세계 경험

핵심 단어: 대체 에너지, 재생 가능 에너지원, 비전통적 에너지원.

이 기사는 "대체 에너지"의 개념을 조작화하고 대체 에너지 주제를 업데이트하는 이유를 식별합니다. 대체 에너지의 가장 큰 원천은 태양 에너지, 풍력 에너지, 지열 에너지, 바이오 에너지로 간주됩니다. 러시아와 외국의 대체 에너지 개발 현황과 전망이 연구되었습니다.

키워드: 대체 에너지, 재생 가능 에너지원, 비전통 에너지원.

정의된 기사에서는 "대체 에너지"의 개념을 정의하고 대체 에너지 주제를 업데이트하는 이유를 식별했습니다. 태양광, 풍력, 지열, 바이오에너지 등 가장 큰 대체 에너지원으로 간주됩니다. 러시아 및 해외 대체에너지 개발 연구현황 및 전망.

19세기 말부터 탄화수소 원료는 모든 에너지 산업의 기초로 사용되었으며, 현대 세계에서는 천연가스나 석유로 대표되는 경우가 가장 많습니다. 한때 그들은 압착되었고 이제는 장작, 이탄 등 전임자를 경제 생활에서 실질적으로 몰아 냈습니다. 그러나 최근에는 비 탄화수소 에너지 원이 세계에서 점점 더 중요한 역할을하기 시작했습니다. 아마도 가까운 미래에 그들은 세계 에너지 원자재 시장에서 널리 사용되는 탄화수소를 대체할 수 있을 것입니다. 이는 석유와 가스의 높은 가격, 천연자원의 고갈, 그리고 경제적, 정치적, 문화적 측면 모두에 기인합니다.

최근 대체에너지라는 주제가 점점 더 중요해지고 있습니다. 아래에는 이런 일이 발생하는 몇 가지 이유가 나열되어 있습니다. 첫째, 주된 이유 중 하나는 세계의 화석 연료 매장량의 고갈입니다. 다수의 연구자들에 따르면 기존 석탄 매장량은 약 270년, 석유는 35~40년, 가스는 50년 정도 지속될 것으로 추정된다. 둘째, 20세기 중반 이후 인간의 경제 활동이 환경에 미치는 부정적인 영향이 점점 더 분명해졌으며 탄화수소 원료는 대기 중 이산화탄소 비율을 증가시키는 주범입니다. 온실 효과의 생성. 셋째, 국가별 글로벌 및 개별 에너지 안보 보장 측면이 중요한 역할을 합니다. 이러한 모든 과제에 대한 가장 논리적인 대응은 대체 에너지의 비중을 점진적으로 늘리는 것입니다. 매우 느린 속도이기는 하지만 이미 이러한 일이 일어나고 있습니다. 전체 에너지 자원 공급에서 탄화수소 원료가 차지하는 비중이 1973년 86.6%에서 2007년 81.4%로 감소했기 때문입니다. 따라서 우리는 지난 34년 동안 대체 에너지가 탄화수소 에너지보다 더 빠른 속도로 발전했음을 알 수 있지만 전자의 비중은 여전히 매우 적습니다. 대체에너지가 왜 그렇게 느리게 성장하는가라는 질문에 대한 답 중 하나는 B였다.

클린턴: "기존 석유 및 석탄 발전 산업은 잘 조직되고 재정이 잘 갖춰져 있으며 정치적으로 잘 연결되어 있는 반면, 신에너지 산업은 분산되어 있고 자금이 부족하며 힘이 약합니다." 그러나 모든 어려움에도 불구하고 대체 에너지가 상대적으로 빠르게 발전하여 점점 더 많은 지지자를 끌어들이고 있다면 이제 진정한 시대가 온 것입니다.

대체 에너지로의 점진적인 전환이 시의적절하다는 생각은 인류가 후기 산업 사회로 전환하는 전 세계적인 과정을 통해 확인됩니다. 우리가 알고 있듯이, 각 시대는 특정한 생산력이 우세한 특징이 있었습니다. 산업화 이전 시대에는 농업 활동이 주로 발전했는데, 이것이 사회 발전의 주요 원동력이었으며 자본이 가장 많이 집중된 곳이 바로 이 지역이었습니다. 산업 사회로의 전환과 함께 대규모 산업 생산과 이전에는 인간의 경제 활동에 관여하지 않았던 천연 자원, 주로 광물의 적극적인 사용에 중점이 옮겨졌습니다. 이러한 전환에는 에너지 분야의 도약도 포함됩니다. 생물학적 연료(주로 장작)는 모든 곳에서 보다 효율적인 탄화수소(첫 번째 석탄, 그 다음 가스, 마지막으로 석유)로 대체됩니다. 이제 우리는 후기 산업 사회로의 전환이라는 다음 사회 경제적 변화를 경험하고 있습니다. 최신 사회 경제적 형성에서 경제 성장의 주요 원천은 지적 및 교육적 잠재력, 과학 발전 수준, 과학 및 기술 생산 수준, 혁신 활동입니다. 이는 필연적으로 전통적인 에너지원에서 비전통적이거나 대체 에너지원으로의 전환을 초래합니다.

현대 사전에서는 대체 에너지원에 대한 다음 정의를 가장 자주 읽을 수 있습니다. “대체 에너지원은 다음을 위한 방법, 장치 또는 구조입니다.

재생 가능하거나 실질적으로 고갈되지 않는 천연 자원 및 현상의 에너지로부터 전기 에너지(또는 기타 필요한 유형의 에너지)를 얻을 수 있게 하고 석유, 가스 또는 석탄을 사용하는 전통적인 에너지원을 대체합니다.” 전력 엔지니어들은 비전통적 또는 대체 에너지원을 다음과 같이 언급합니다. “비전통적인 에너지원은 가스 터빈 장치를 갖춘 다른 유형의 저전력 발전소를 의미합니다. 내연 기관으로; 지열; 바람; 태양광; 조수; 양수 저장 및 기타." 종종 대체 에너지 또는 비전통적 에너지의 정의는 저자의 의견에 따르면 대안으로 간주되는 에너지 자원 유형의 목록일 뿐이며, 각 저자는 이러한 에너지원의 구성과 양을 자신의 취향에 맞게 변경합니다. 가장 논란이 많은 분야는 원자력과 수력입니다. 일부 연구자는 이를 대체 에너지원에 포함시키고, 일부 연구자는 이러한 산업이 전통 에너지에 속한다고 주장하며, 다른 일부는 이를 별도의 하위 그룹으로 분류하여 전통적 에너지원도 아니고 대체 에너지원도 아닌 것으로 분류합니다.

태양 에너지

가장 강력한 재생 가능 에너지원. 이론적 계산에 따르면 넉넉한 태양은 다른 전원보다 수천 배 더 많은 에너지를 제공할 수 있습니다. 지구 표면에 도달하는 태양 에너지의 총량은 화석 연료 자원의 전 세계 잠재력의 6.7배입니다. 이 매장량의 0.5%만 사용하면 수천 년 동안 세계 에너지 수요를 완전히 감당할 수 있습니다.

현재 태양에너지는 전기를 생산하고 물을 가열하는 데 사용됩니다. 물을 가열하려면 태양열 집열기가 필요합니다. 대부분의 경우 태양열 집열기는 지붕에 설치됩니다. 효율성을 높이려면 남쪽 방향, 수집기 설치 각도 및 면적이 중요합니다. 면적이 클수록 더 많은 에너지를 흡수할 수 있습니다. 광전지는 전기를 생성하는 데 사용됩니다. 빛 광자는 광전지판에 충격을 가해 그 안에서 전기 에너지를 생성합니다. 이는 화창한 날뿐만 아니라 구름이 하늘 전체를 덮을 때도 발생합니다.

이러한 에너지의 장점은 자유롭고 무해하며 무한한 에너지원이며 특히 전선이 아직 도달하지 않은 장소에 유용합니다. 단점: 이러한 전원은 일정하지 않습니다. 발전 전력은 기상 조건과 시간에 따라 달라집니다. 장치 자체가 비싸고 효율이 매우 낮으며 넓은 면적을 차지합니다.

대체 에너지 분야의 특정 솔루션에 대한 웅변적인 예는 세상에 유례가 없는 장대한 프로젝트입니다. 네바다주 면적 160평방미터 km, 7만 개의 에너지 시설을 갖춘 '태양광 발전소'가 조성됩니다

스털링 엔진을 기반으로 한 혁신. 이 프로젝트는 조지 W. 부시 전 미국 대통령이 직접 감독했다는 점에 주목해야 한다. 그리고 이것은 미국 전문가의 계산에 따르면 결국 남부 및 남서부 지역의 전기 수요가 완전히 해결될 것이기 때문에 이해할 수 있습니다. 그렇기 때문에 미국에서 스털링 엔진을 이용한 '태양광 발전소' 프로젝트를 시행한 후 세계 여러 남부 지역에서도 유사한 경험을 활용할 계획입니다.

유럽의 주요 전문가들이 역동적으로 발전하고 다른 재생 에너지원보다 훨씬 더 큰 잠재력을 가지고 있다고 인정하는 태양 에너지의 성장률만 지난 5년 동안 매년 100% 이상 성장해 왔습니다. 그리고 2010년 태양광 발전 설비의 설치 용량은 15GW에 이르렀습니다.

달성된 결과는 정부 지원 프로그램 시행의 효과임이 분명하며, 재생 에너지원을 사용하여 생산된 전기 비용이 다음과 같을 때 소위 네트워크 패리티가 달성되어야만 그 양이 줄어듭니다. 전통적인 에너지원으로 생산된 전기 비용. 그러나 현재 이탈리아에서 달성되고 향후 2년 내에 독일에서 예상되는 재생 가능 에너지와 전통 에너지의 진정한 경쟁력이라는 사실은 재생 가능 에너지원 개발에 반대하는 사람들의 마지막 주장을 무너뜨립니다. 대체 에너지의 극복할 수 없는 높은 비용.

최근에는 더 저렴한 기술과 더 효율적인 장비의 출현과 관련된 태양 에너지 부문에서 가장 큰 활동이 관찰되었습니다. 대체 에너지에 대한 총 투자 규모(대체 에너지 분야의 연간 R&D 지출은 전 세계적으로 최소 10억 달러에 달함) 중 태양광은 지난해 약 40%를 차지했습니다. 국제에너지기구(IEA) 전문가에 따르면 2050년까지 인류 전력 수요의 20~25%가 태양에너지로 충당될 것으로 예상된다. 태양 에너지는 최대 9,000TV/h를 생성합니다.

이 부문에서는 태양광 발전소 건설 프로젝트의 공동 자금 조달과 최종 소비자, 정부 기관 및 산업 기업의 청정 에너지 사용을 촉진하기 위한 관세 정책과 같은 정부 지원 수단이 가장 정당한 것으로 입증되었습니다. 공공자금 지출의 관점에서 볼 때 합리적입니다.

가장 널리 퍼진 조치는 국가 예산에서 보조금을 받는 "친환경" 전력 구매에 대한 특별 관세를 도입하는 것입니다. 예를 들어, 소위 발전차액지원제도는 다음을 포함한 41개 이상의 국가에서 운영됩니다.

대부분의 EU 국가, 캐나다, 중국, 이스라엘 및 호주를 포함하며 최근에는 우크라이나에도 도입되었습니다.

정부 지원 조치 목록에 이어, 재생 가능 에너지원 생산자에 대한 보조금, "녹색 인증서", 부가가치세 및 환경세 면제, 우대 대출 및 특별 보조금 등 청정 에너지의 생산 및 사용을 촉진하기 위한 메커니즘에 주목할 필요가 있습니다. .

오늘날에도 수십 개 국가에 유사한 프로그램이 존재합니다. 예를 들어, 한국에서는 투자자가 신규 기지국 비용의 최대 60%를 보상받고 수입 장비에 대한 관세 면제가 적용됩니다. 인도는 2022년까지 거의 처음부터 산업용 태양광 발전 용량 20GW, 가정용 태양광 발전 용량 2GW에 도달할 계획이며, 이를 위해 약 400억~460억 달러가 할당될 것입니다.

일부 국가에서는 국가 재생에너지 지원 프로그램을 통해 시민에게 태양광 설치 비용의 30%를 보상하고 나머지 비용에 대해 5% 대출을 제공합니다. 독일에는 태양광 시스템에 저금리로 대출을 해주는 특수은행이 있는데, 주로 국영은행이나 국가가 참여하는 신용기관이다. 90년대 후반에 이 나라는 "10만 개의 태양광 지붕" 프로그램을 채택했습니다. 주택에 태양광 패널을 설치할 때 국가는 비용의 최대 70%를 지원했습니다. 현재 전국에는 전기와 열 생산을 위한 주거용 태양광 설비가 50만 개가 넘습니다.

러시아는 태양 에너지 분야에서 상당한 기회를 갖고 있습니다. 러시아에서 태양 에너지의 경제적 잠재력은 표준 연료 1,250만 톤에 달합니다. 태양광 발전 개발에 유리한 지역은 러시아 남부, 바이칼 횡단 지역, 프리모르스키 지역, 심지어 야쿠티아 지역입니다. 그러나 지금까지 러시아에서는 태양 에너지뿐만 아니라 재생 가능 에너지원 전반에 대한 개발이 큰 관심을 받지 못한 것이 분명합니다.

풍력 에너지

바람은 전기를 생산할 수 있는 무한한 자원입니다. 그것은 어디에나 있고 끝이 없으며 환경 친화적입니다. 풍력 에너지의 사용은 인류 역사의 가장 초기 단계에서 시작되었습니다. 고대 페르시아인(현대 이란)은 바람의 힘을 사용하여 곡물을 갈았습니다. 중세 네덜란드에서 풍차는 곡물을 갈는 것뿐만 아니라 간척지에서 물을 퍼내는 역할도 했습니다. 19세기 중반, 우물에서 물을 끌어올리는 데 사용된 다중 날개 풍차가 미국에서 발명되었습니다.

과거에는 일반적으로 육체 노동의 효율성을 높이기 위해(곡물 분쇄 또는 물 펌프로) 풍력 에너지를 사용했다면 이제는 풍력 에너지를 주로 전기 생산에 사용합니다.

삼중 에너지(바람이 발전기의 블레이드를 회전시킴).

덴마크인들은 1890년에 풍력을 이용해 전기를 생산하는 방법을 처음으로 배웠습니다. 20세기 초 러시아에서는 N.E. Zhukovsky는 그의 학생들이 이를 확장하여 실용화한 풍력 엔진 이론을 개발했습니다. 세기 전반기에 풍력 에너지는 전 세계적으로 급속히 발전했습니다. 1929년부터 1936년까지 소련에서는 1000kW 및 10000kW 용량의 설비가 개발되었습니다. 이러한 설치는 네트워크에서 작동하도록 계획되었습니다. 1933년 크리미아에 용량 100kW, 휠 직경 30m의 풍력 발전 단지가 설치되었으며, 이러한 발전은 1957년 200kW 용량의 풍력 터빈이 제조되면서 정점에 이르렀습니다. 그러나 곧 전통적인 연료를 사용하는 메가와트 발전소로 대체되었습니다.

제2차 세계대전 중에 덴마크 엔지니어링 회사인 F.L.Smidt는 2블레이드 및 3블레이드 풍력 터빈을 제작했습니다. 이 기계는 직류를 생성했습니다. 1942년에 제작된 Vodo Island의 3날 장치는 섬에 전기를 공급하는 풍력 디젤 시스템의 일부였습니다. 1980년대 초반에 천 개가 넘는 풍력 터빈이 캘리포니아주 팜스프링스에 인도되었습니다.

덴마크는 현재 약 2,000MW의 풍력 발전량과 약 6,000개의 풍력 터빈을 보유하고 있습니다. 이 터빈의 80%는 개인이나 지역 협동조합이 소유하고 있습니다. 세계 최대의 풍력 발전소는 덴마크의 Middelgrunden 시에 위치해 있습니다. 이는 20개의 보너스 2MW 터빈으로 구성되며 총 용량은 40메가와트입니다.

풍력 에너지를 사용할 때 풍력 터빈, 풍력 발전소 및 풍력 발전소가 구별됩니다. 풍력 터빈은 바람의 운동 에너지를 기계적 에너지로 변환하도록 설계된 장치입니다. 풍력 발전 장치는 풍력 엔진과 풍력 엔진으로 구동되는 기술 기계(발전기, 펌프, 압축기)의 조합입니다. 풍력 발전소에는 평온한 기간 동안 기술 기계를 중단 없이 작동하고 모든 풍향 및 강도에서 풍력 터빈 작동의 높은 효율성을 보장하는 데 필요한 풍력 장치와 여러 추가 장치가 포함됩니다. 이러한 장치에는 날씨가 좋을 때 켜지는 백업(중복) 엔진, 에너지 축적기, 다양한 풍향과 회전자 속도에 따라 공기 흐름에서 풍력 터빈의 방향을 자동으로 제어하는 시스템이 포함됩니다.

다양한 모델과 규모, 용량을 갖춘 풍력 발전소가 여기저기서 생겨나고 있습니다. 높이가 높을수록 바람이 강해지므로 풍력 발전기를 더 높게 만들려고 합니다. 전력을 증가시키기 위해 개별 풍력 터빈을 풍력 발전기 단지로 결합합니다. 최고

그러한 공원의 장소는 언덕 꼭대기 (산), 평야, 바다 또는 바다 해안입니다. 점점 더 많은 풍력 발전기가 해안에서 어느 정도 떨어진 외해에 직접 설치되고 있습니다. 결국 바람이 훨씬 강해지기 때문에 경제적 수익도 더 높아집니다.

모든 풍력 발전소의 가장 큰 단점은 기상 조건에 의존하기 때문에 에너지 생산 일정을 예측할 수 없다는 것입니다. 풍력 발전소에 에너지 축전지가 포함된 경우 풍력 장치는 최대 출력으로 지속적으로 작동합니다. 전력이 부족하면 추가 엔진이 켜지고, 초과되면 생성된 초과 에너지는 축전지로 이동합니다. . 디젤 장치와 양수식 발전소는 백업 엔진으로 가장 자주 사용됩니다. 풍력 터빈의 단점에는 풍력 터빈이 차지하는 상당한(생성된 에너지 단위당) 영역도 포함됩니다.

전 세계 풍력 에너지의 지형은 지난 수십 년 동안 상당히 중요한 변화를 겪었습니다. 1990년대 중반까지. 총 풍력 발전 용량 측면에서 미국은 1위를 차지했습니다. 1985년 이 나라는 세계 용량의 95%를 차지했습니다. 거의 대부분이 캘리포니아 주에 집중되어 있었습니다. 1990년대 후반. 세계 리더십은 이미 1996년에 세계 풍력 발전 용량의 55%가 집중된 서유럽으로 넘어갔습니다.

풍력 에너지는 전 세계 총 발전량의 약 1%만을 차지하지만 일부 국가에서는 그 수치가 상당히 높습니다. 특히 덴마크의 풍력발전 비중은 20%, 스페인은 9%, 독일은 7%다.

바이오에너지

바이오매스는 식물과 동물 유래의 모든 유기물질을 합친 용어이다. 말 그대로 '생물학적 물질'을 뜻한다. 바이오매스는 인류가 사용하는 가장 오래된 에너지원이다. 그 기원은 사람들이 불을 마스터하던 시대로 거슬러 올라갑니다. 19세기 러시아에서는 바이오매스가 주요 에너지원이었다. 적도 벨트 국가에서는 이러한 상황이 오늘날까지 계속되고 있습니다. 개발도상국의 에너지 균형에서 차지하는 비중은 35%이며, 전 세계 에너지 소비량에서는

12%, 러시아 - 3%. 러시아에서는 200만 가구만이 네트워크 가스를 사용하고 있으며 나머지 1,260만 가구는 난방용으로 목재와 석탄을 사용합니다.

지구의 초목 덮개는 18000억 톤 이상의 건조 물질로 구성되어 있으며 이는 에너지적으로 3-1022J에 해당합니다. 이 수치는 알려진 광물의 에너지 매장량에 해당합니다. 산림은 육상 바이오매스의 68%를 차지하고, 잔디 생태계는 약 16%, 농경지는 약 16%를 차지합니다.

8%. 일반적으로 지구에서는 광합성을 통해 연간 1,730억 톤의 건조물질이 생산되는데, 이는 광합성을 통해 사용되는 양이 20배 이상 증가한 것입니다.

이는 세계 에너지의 200배에 달하며, 지구상에 거주하는 40억 명 이상의 식량에 포함된 에너지의 200배입니다. 바이오매스는 1차(식물, 동물, 미생물)와 2차(1차 바이오매스를 처리하면서 발생하는 폐기물, 사람과 동물의 폐기물)로 구분됩니다.

바이오매스 에너지는 두 가지 방법으로 사용됩니다. 직접 연소(농업 폐기물)와 원래 바이오매스를 심층 처리하여 더 가치 있는 유형의 연료(고체, 액체 또는 기체)를 얻음으로써 최소한의 비용으로 고효율로 연소됩니다. 환경 오염. 두 번째 방법은 유망하며 연소 장치에서 직접 연소로는 활용할 수 없는 1차 에너지 운반체로 바이오매스를 사용할 수 있습니다. 이러한 바이오매스는 인간 환경을 악화시키는 가정 및 산업 폐기물을 나타냅니다. 따라서 에너지를 얻기 위해 수행되는 처리를 통해 환경 문제를 동시에 해결할 수 있습니다. 바이오매스의 주요 공급원은 도시 및 산업 폐기물, 가축, 농업 및 임업 폐기물, 조류입니다.

생활폐기물은 생활폐기물, 경공업폐기물, 건설폐기물로 구성됩니다. 연중 시기와 수거 지역에 따라 폐기물의 평균 80%는 가연성 물질로 구성되며, 그 중 65%는 종이, 음식 및 동물 폐기물, 헝겊, 플라스틱 등 생물학적 기원입니다. 가연성 성분은 탄소(~25%), 수소(~3%), 황(~0.2%)이므로 생활 폐기물의 발열량은 9~15MJ/kg입니다.

폐기물의 낮은 질소함량(~0.3%)과 낮은 연소온도는 유해한 질소산화물 생성을 최소화하고, 소량의 황산화물 생성으로 인해 연료로서의 폐기물의 환경친화성을 보장합니다. 폐기물 처리업체는 인구 15~20만명의 도시에 위치해야 하며, 하루 최소 270톤의 폐기물을 처리해야 폐기물을 에너지로 생산하는 것이 수익성이 있다. 도시의 환경 상황을 개선하고 폐기물 보관에 필요한 공간을 줄이는 데 도움이 됩니다.

바이오 에너지 자원으로 사용되는 산업 폐기물은 과일과 채소 가공을 전문으로 하는 식품 산업에 내재되어 있으며 에너지를 생성하기 위해 씨앗, 과일, 해바라기 씨 껍질 및 기타 유사한 폐기물을 사용하여 사료로 사용하기에 적합하지 않습니다.

가축폐기물은 산업용 사육장 등 밀폐된 공간에서 가축과 가금류를 사육하는 경우에만 에너지 자원으로 주목받을 만하다. 동물 배설물을 처리하는 최적의 방법은

생산은 혐기성 발효 또는 바이오가스화입니다.

농업 및 임업 폐기물은 수거 현장이나 가공 공장에서 생성됩니다. 여기에는 수확 후 식물 잔여물(짚, 옥수수 또는 해바라기 줄기, 왕겨, 야채 및 과일 껍질), 수확된 나무의 가지와 뿌리, 죽은 나무와 버림받은 나무, 목재 및 종이 생산에서 발생하는 폐기물(톱밥, 대팻밥, 부스러기, 석판, 나무 껍질).

바이오매스가 직접 연소될 때 가연성 구성요소의 화학 에너지는 연소 장치에서 하나 이상의 열 사용 장치로 공급되는 기체 연소 생성물(연도 가스)인 고온 냉각수의 열 에너지로 변환됩니다. 온수기, 증기 발생기, 공기 히터, 건조 장치. 전처리 과정에서 철 및 비철 금속 일부, 불연성 고체 구성 요소, 유리 등이 도시 고형 폐기물에서 분리됩니다. 큰 조각은 균질한 덩어리가 얻어질 때까지 분쇄된 후 특수 건조 장치에서 탈수되고 보일러 장치의 용광로에서 연소가 수행됩니다.

바이오매스를 열화학적 처리하는 동안 폐기물은 열적, 화학적 작용을 받으며, 그 동안 바이오매스의 유기 부분이 분해되어 고체 가연성 물질, 가연성 가스 또는 액체 연료를 형성합니다. 이러한 각 제품은 기존 연소 장치에서 연소되는 고품질의 효율적이며 환경 친화적인 연료입니다. 열화학적 처리의 기본은 열분해(가열 시 유기 폐기물의 열 분해)입니다.

열분해는 다양한 장치에서 수행됩니다: 물질의 변환(변환)이 일어나는 변환기; 화학 반응이 일어나는 반응기; 유기 분해의 가스 생성물이 형성되는 가스화기 또는 가스 발생기. 고형 폐기물의 열화학적 처리의 일부 방법은 바이오매스의 불연성 부분의 예비 분리, 정제 및 재사용을 위한 기계적 처리를 제공합니다. 폐기물 처리의 복잡성과 최종 처리 제품의 저장 및 매장 필요성이 없어 이러한 방법이 특히 매력적입니다.

바이오매스의 열화학 처리 결과, 연료 가스, 액체 피로연료 및 고체 연료(탄소질 물질)가 생성됩니다. 가스화의 전체 에너지 효율은 50~70%이다. 울타리를 통한 불가피한 열 손실과 연료 부족으로 인한 열 손실 외에도 에너지의 상당 부분이 원자재 건조에 소비됩니다.

바이오매스의 혐기성 발효는 공기에 접근하지 않고 복잡한 유기 물질을 분해하는 미생물학적 과정입니다. 발효 과정에서 변형이 일어납니다.

탄화수소(발효) 및 단백질(부패)을 바이오가스로 변환 - 메탄 CH4(최대 60-70%), 이산화탄소 CO4, 질소 N, 수소 H2 및 산소(모두 1-6%)의 혼합물 및 안정화된 침전물 원래의 바이오매스가 형성됩니다. 바이오가스는 실용화에 편리한 고칼로리 연료이고, 안정화 슬러지는 유기비료이다. 발효 과정에서 바이오매스는 불쾌한 냄새를 잃고 병원성 미생물이 죽습니다. 혐기성 발효를 통해 폐기물 저장 문제를 포함한 에너지 및 환경 문제가 해결됩니다.

혐기성 발효 물질에는 도시 하수 슬러지, 가축 및 가금류 농장의 폐수, 도시 고형 폐기물, 가공된 식물 재료의 잔재물 및 톱밥이 포함됩니다.

러시아에서는 식물 바이오매스가 사실상 에너지원으로 사용되지 않습니다. 한편, 전 세계 많은 국가에서는 오랫동안 이러한 유형의 대체 연료를 높이 평가해 왔습니다. 아프리카, 아시아 및 남미에서는 전력의 상당 부분이 식물 유래 원료에서 얻습니다.

지열 에너지

지열에너지는 지구 내부의 에너지이다. 화산 폭발은 우리 행성 내부의 엄청난 열을 분명히 보여줍니다.과학자들은 지구 중심부의 온도를 섭씨 수천도라고 추정합니다. 이 열은 어디서나 사용할 수 있으며 24시간 내내 사용할 수 있습니다. 다음 수치를 제공하는 것으로 충분합니다. 지구를 구성하는 모든 물질의 99%는 섭씨 1000도 이상의 온도를 가지며, 100도 미만의 온도를 갖는 물질의 비율은 지구 질량의 0.1%에 불과합니다. 그리고 이 에너지의 아주 작은 부분만 실제로 사용될 수 있다고 해도, 그러한 규모에서도 실제로는 무궁무진합니다.

기센 대학교(University of Giessen)의 지구물리학자인 Burkhard Zanner는 이미 탐사된 지열 에너지 매장량은 모든 화석 자원의 에너지 매장량을 합친 것보다 30배 이상 더 크다고 지적합니다. 더욱이 오늘날 세계 여러 나라에서 지열 에너지, 바람, 태양, 조수로 인해 생성되는 모든 에너지 중 86%가 지열 발전소에서 나옵니다. 사실, 대체 에너지 자체의 비중은 적습니다. 재생 가능 에너지 자원 사용에 대한 관심이 높아진 독일에서도 그 비중은 7%에 불과합니다.

지열 에너지는 전기를 생산하고 집을 난방하는 두 가지 방법으로 가장 자주 사용됩니다. 드물지만 레크리에이션 목적으로 휴가객이 온천 위에 지어진 요양소에서 건강을 개선하는 경우도 있습니다. 어떤 목적으로 사용될지는 그것이 제공되는 형태에 따라 다릅니다. 때로는 땅에서 물이 솟아오르는 경우도 있습니다.

순수한 "건조 증기"이며 때로는 얕은 깊이에서 따뜻한 물의 원천이 발견됩니다. 사용되는 발전소는 다양한 요구에 맞게 설계되었습니다. 일부 수력지열 설비는 대형 산업 장비로 분류될 수 있습니다. 그들은 전체 지역에 중앙 집중식 열 공급을 제공합니다. 또한 소위 지열 히트펌프를 기반으로 한 시스템도 있습니다. 개별 건물에 난방 또는 냉방을 제공합니다.

개인 단독 주거용 건물부터 사무실 또는 관리 건물까지. 그리고 이제 지열 에너지를 사용하여 전기를 생산할 수 있는 시스템이 등장했습니다.

더욱이, 최근까지 그러한 프로젝트가 주로 뜨거운 지열수가 있는 지역에서 수행되었다면, 오늘날 지구 내부에 포함된 열을 모든 곳에서 사용할 수 있게 하는 기술에 대한 의문이 점점 더 커지고 있습니다. 이러한 기술 중 하나에 대한 아이디어는 70년대 초반 미국 과학자들에 의해 처음으로 제시되었습니다. 이 기술을 '열건암', 즉 '열건암'이라고 합니다. 이는 오랫동안 알려진 현상에 기초합니다. 지구의 장 속으로 더 깊이 들어갈수록 온도는 100m마다 약 3도씩 증가합니다. 미국 지구 물리학 자들은 찬물이 하나를 통해 내부로 펌핑되고 가열 된 증기가 다른 하나를 통해 제거되는 방식으로 2 개의 우물을 4-6km 깊이까지 시추 할 것을 제안했습니다. 결국 그러한 깊이의 온도는 150- 섭씨 200도. 증기는 전기 생산과 난방 모두에 사용될 수 있습니다.

화산 활동 지역, 온천, 간헐천 등과 같은 특수 지역 외부에서 지열 에너지를 사용할 수 있도록 뜨거운 건암 기술이 만들어졌습니다. 이 기술은 현재 알자스, 솔츠 지역, 과수원과 포도원에서 독일, 프랑스, 영국 과학자들이 공동으로 수행하는 파일럿 프로젝트에서 테스트되고 있습니다. 테스트는 매우 성공적으로 진행되고 있습니다. 이미 지열 증기를 얻는 것이 가능했으며 실험 계산에 따르면 2~3년 안에 이 원리에 따라 건설된 발전소가 첫 번째 전류를 생산할 것입니다. 더욱이, 이 전류는 예를 들어 태양광 패널에 의해 생산되는 것보다 훨씬 저렴합니다. 알자스 발전소의 설계 용량은 25메가와트이다. 과학자들은 그들의 주요 임무가 그러한 시설의 연속 건설을 위한 기반을 마련하는 것이라고 보고 있습니다.

그러나 독일에서 지열 에너지 개발이 여전히 추진력을 얻고 있다면 이탈리아, 멕시코, 인도네시아, 뉴질랜드, 일본, 코스타리카, 엘살바도르, 그리고 무엇보다도 필리핀과 미국 등 다른 국가들도 발전했습니다. 훨씬 더. 세계 최대의 지열 프로젝트가 캘리포니아의 그레이트 간헐천 계곡(Valley of Great Geysers)에서 시행되고 있습니다. 하지만,

아마도 기술적으로 가장 흥미로운 프로젝트가 오늘날 아이슬란드에서 구현되고 있을 것입니다. 2000년대에는 지구 내부의 열을 완전히 새로운 규모로 활용할 수 있는 새로운 유형의 지열 발전소 설치가 완료되었습니다. 효율성 측면에서 이 발전소는 유타, 네바다, 캘리포니아 주에 건설된 동일한 목적의 다른 모든 시설을 훨씬 능가합니다. 이 발전소는 "Viburnum Cycle"을 갖춘 지열 발전소 중 하나입니다. 두 가지 특징이 있습니다. 첫째, 지구의 장에서 추출한 뜨거운 물은 직접 사용되지 않고 에너지를 다른 액체로 전달합니다. 이 회로를 이중 회로 또는 바이너리라고 합니다. 두 번째 특징은 이 두 번째 액체, 즉 작동유체로 2액형 암모니아-물 혼합물을 사용한다는 점이다. 이러한 구성 요소는 임계 온도가 다릅니다. 즉, 액체상과 기체상 사이의 평형 상태가 각각 다른 매개변수에서 발생합니다. 공정 중에 물-암모니아 혼합물의 상태와 그에 따른 성분 농도가 지속적으로 변합니다. 이를 통해 작동 유체의 증발 및 응축 중 열 전달을 최적화할 수 있습니다. 결과적으로 "Kalina 사이클"은 다른 모든 바이너리 구성표보다 훨씬 효과적인 것으로 나타났습니다.

따라서 "가막살 나무속주기"를 갖춘 유럽 최초의 설치는 아이슬란드 북동쪽 해안의 인구 25,000명인 Husavik에 나타났습니다. 이 설치로 전력 수요의 80%가 충당됩니다. 현지 운영 엔지니어에 따르면 기존 지열 발전소에 비해 효율성이 20~25% 향상된다고 합니다.

세계 경험에 따르면 경제의 에너지 효율성을 높이는 주요 방향 중 하나는 대체 에너지 개발입니다. 이는 재생 가능 에너지원의 더 많은 사용과 전기 및 열 에너지 생성을 위한 현대적이고 효율적인 기술의 사용을 의미합니다. 재생 가능 에너지 원의 사용과 생활에서의 적극적인 구현은 매년 점점 더 심각 해지고 있습니다. 2020년까지 유럽 연합은 "20-20-20" 에너지 전략에 따라 총 연료 수지에서 재생 가능 에너지원의 비중을 20%로 늘릴 계획입니다. 전통적인 에너지 자원에 대한 특정 수요를 20%까지 줄입니다. 이를 통해 EU 국가는 2030년까지 국민총생산(GDP)을 79% 늘리는 동시에 에너지 소비를 7% 줄일 수 있습니다. 미래에 유럽 국가들은 에너지 소비량의 3분의 1 이상을 재생 가능한 에너지원에서 얻게 될 것입니다. 세계 최대의 탄화수소 수입국인 미국은

또한 이 방향으로 전략을 개발하고 있습니다. 미국에서는 재생에너지와 에너지 효율에 대한 연방 자금 지원이 원자력 발전과 방사성 폐기물 관리에 대한 지출과 비슷합니다. 버락 오바마 대통령의 계획에 따르면, 2012년까지 국가 내 재생 가능한 에너지원에서 얻은 에너지 비율은 10%에 도달하고, 2025년에는 25%에 도달해야 합니다.

외국 정치인과 사업가들에게 재생에너지는 오랫동안 위기를 극복하고 전통 연료로부터 에너지를 생산하는 기술 프로세스로 인한 환경 및 기후 문제를 해결하는 데 도움이 되는 유망 분야 중 하나가 되었습니다. 향후 러시아의 대체 에너지 개발을 통해 다음이 가능해질 것입니다.

연료 공급에 비용이 많이 들고 신뢰할 수 없는 러시아의 외딴 지역에 전기, 열 및 연료를 공급합니다. 따라서 러시아 연방의 가장 큰 구성 주체인 사하 공화국에서는 2006년 전체 유틸리티 비용의 약 75%가 연료 공급에 사용되었습니다. 2007년 운송 비용은 12억 루블로 추산되었습니다. 이는 특히 북부 및 이에 상응하는 지역에 적용됩니다. 지난 10년 동안 전력선 파괴로 인해 공공 네트워크에 연결되지 않은 정착지의 수가 급격히 증가했습니다. 디젤 발전소에서 에너지를 공급받은 정착지는 디젤 발전기의 고장 및 교체 불가능으로 인해 전기가 공급되지 않는 경우가 많습니다. 우리는 여기서 2천만~3천만 명의 생활 환경에 대해 이야기하고 있습니다.

러시아 연방의 에너지 부족 지역에 대한 에너지 공급의 신뢰성을 높이는 것입니다. 비록 중앙 집중식 전원 공급 장치가 적용되지만 전력이나 에너지 유형에 제한이 있습니다. 이러한 지역에서는 새로운 소비자를 그리드에 연결하는 데 비용이 많이 들고 연결을 거부하는 사례가 널리 퍼져 있습니다.

선진국에 대한 석유 및 천연가스 수출 공급을 위한 장기 계약에 따른 계약을 이행하는 데 필요한 전통 에너지 자원의 양을 국가의 에너지 균형에 맞춰 방출합니다.

러시아 전력 산업을 혁신으로 추진합니다. 이것의 효과는 산업의 경계를 훨씬 뛰어 넘을 것입니다. 결국 바이오매스와 같은 지역 연료를 사용하는 에너지 장비에 대한 수요의 출현은 필연적으로 국내 생산자로부터 상응하는 공급을 유발해야 하며 이는 결국 기계 공학, 화학 산업 및 과학에 박차를 가합니다. 즉, 대체 에너지는 러시아 하이테크 경제의 새로운 성장 동력이 될 가능성이 높습니다. 이는 청정 및 재생 에너지 기술 분야의 글로벌 시장에서 “러시아가 자신의 입지를 확고히 하기 위해 신속하게 행동해야 한다”는 드미트리 메드베데프 대통령의 최근 견해에 의해 뒷받침됩니다.

이러한 모든 상황으로 인해 우리는 대체 에너지에 대한 우리의 태도를 시급히 재고해야 합니다. 특히 러시아는 다른 국가에서 발생한 실수와 과잉을 고려하여 스스로 이익을 얻을 수 있기 때문입니다. 전력 시장의 개혁과 자유화는 이에 기여해야 합니다. 왜냐하면 민간 발전 회사가 혁신을 도입하기 위해 노력하는 것은 자유 시장의 틀 내이기 때문입니다.

그러나 지금까지 러시아에서는 재생에너지원 개발이 상황에 비해 많은 관심을 받지 못했습니다. 현재 정부 차원에서는 2015년과 2020년까지 인상을 확대하겠다는 근본적인 결정(2009년 1월 러시아 연방 정부 명령)이 있습니다. 러시아 에너지 균형의 전체 수준에서 재생 가능 에너지원의 비율은 각각 최대 2.5%와 4.5%입니다(재생 에너지 자원이기도 하며 현재 에너지의 16%를 생산하는 수력 발전 제외). 이는 약 80%에 이릅니다. 2020년 재생에너지원을 이용한 발전량은 현재 85억 kW/시간으로 10억 kWh에 이릅니다. 현재 대체에너지원을 활용한 에너지절약사업의 실질적인 추진에는 여러 가지 문제점이 확인되고 있다. 태양 에너지 프로젝트의 실제 구현은 매우 어렵습니다. 우선, 태양광 발전 프로젝트에 대한 투자 수익을 위한 메커니즘이 부족하고 태양광 시스템을 일반 네트워크에 기술적으로 연결할 가능성이 있기 때문입니다. 투자자는 건설 중인 혁신 기업을 위해 자격을 갖춘 인력을 스스로 교육하기로 결정하고, 국내 원자재 및 부품 부족 문제를 수입으로 보완하는 동시에 전체 생산 과정을 현지화할 가능성을 모색합니다. 따라서 기업은 현재 생산 출시 및 향후 제품 판매와 관련된 문제를 독립적으로 해결하려고 노력하고 있습니다. 유럽, 중국 및 기타 선진국과 개발도상국에서는 국가가 많은 문제를 해결하고 현대화 경제 발전을 촉진할 뿐만 아니라 해외 시장의 발전도 주도하고 있습니다.

예를 들어, 일본 정부는 아시아, 아프리카, 중동의 개발도상국의 태양 에너지 개발을 위해 3억 달러 이상을 할당할 예정입니다. 목표는 분명합니다. 개발 도상국 시장과 일본 기업 제품의 세계 시장 상당 부분을 "확보"하는 것입니다. 동시에 일본은 위기 방지 프로그램의 일환으로 장비를 무료로 제공하고 설치할 계획입니다.

러시아는 대체 에너지원 개발에 필요한 천연자원을 보유하고 있습니다. 이용 가능한 추산에 따르면 러시아의 재생 가능 에너지원의 잠재력은 약 46억 tce입니다. 연간, 즉 모든 연료 소비량의 5배

러시아의 에너지 자원. 재생 가능한 자원에는 지구의 에너지, 태양, 바람, 파도, 바이오매스 등이 포함됩니다. 이러한 자원은 영토 전체에 풍부하고 고르게 분포되어 있다고 말할 수는 없지만 존재하며 증가하는 문제를 해결할 수 있습니다. 전원 공급의 신뢰성, 예비 용량 생성, 손실 보상, 원격 지역에 대한 전기 공급. 산업적 응용 측면에서 러시아에게 가장 중요한 것은 바이오매스, 풍력 및 태양 에너지입니다.

이 기사의 틀 내에서 가장 큰 대체 에너지 원이 고려되었습니다. 실제로 이러한 소스가 이미 더 많이 있으며 진행 상황이 정체되지 않습니다. 현재 대체 에너지 기술이 빠르게 발전하고 있으며 이에 대한 수요가 있다고 안전하게 말할 수 있습니다. 글쎄, 우리는 미래에 지구를 오염시키지 않고 조심스럽게 저장하면서 필요한 만큼의 에너지를 생산할 수 있기를 바랄 뿐입니다.

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Kommersant에 따르면 러시아 정부는 2020년까지 국가 에너지 균형에서 차지하는 비중을 4.5%로 늘리는 대체 에너지 개발 프로그램을 채택했습니다.

1월 16일 금요일, 블라디미르 푸틴 러시아 총리는 재생에너지원(RES) 사용을 기반으로 한 전력 산업의 에너지 효율성 향상 분야의 국가 정책 주요 방향에 관한 법령에 서명했습니다. 문서에 서명한다는 것은 그러한 에너지 용량 건설에 투자한 모든 투자자가 생산된 킬로와트시마다 주정부로부터 고정된 자금을 반환받게 된다는 것을 의미합니다.

신문에 따르면 이전에는 1kWh당 2.5코펙의 수익이 발생하며 전국의 모든 소비자로부터 수집될 것이라고 합니다. 이러한 보상은 대체 에너지의 수익성을 높여줄 것입니다.

이제 러시아에서는 모든 재생 가능 에너지원 중에서 수력 자원만 적극적으로 사용됩니다. 그러나 재생 가능 에너지원에 관한 정부 법령에서는 최대 25MW의 설치 용량을 갖춘 "소형 수력 발전소"만 고려합니다. 또한 재생 가능한 에너지원에는 풍력 에너지, 해조 에너지를 사용하는 스테이션, 지열 에너지원 및 태양광 패널이 포함됩니다.

예를 들어 바쉬키리아와 칼리닌그라드 지역의 풍력 발전소, 캄차카의 무트노프스키 GeoPP(약 60MW), 콜라 반도의 조력 발전소(TPP) 등 국내에서 운영 중인 이러한 종류의 프로젝트는 소수에 불과합니다. 일반적으로 모든 대체 에너지는 현재 연간 약 85억kWh를 생산하는데, 이는 전체 러시아 발전량의 1% 미만입니다.

채택된 프로그램에서는 2010년에 국가의 재생에너지원 비율이 이미 1.5%로 증가하고 2020년에는 그 수치가 4.5%로 증가할 것으로 가정합니다. 현재 최대 규모의 재생에너지 개발 프로그램을 보유하고 있는 국영 기업인 RusHydro는 약 1년 반 동안 이 결의안을 기다려왔습니다.

Uralsib 분석가 Alexander Seleznev는 대체 에너지가 고유가 기간 동안 서구에서 매우 인기가 있었다고 말합니다. 이제 가격이 3배 이상 하락한 후에는 그러한 프로젝트가 연기될 수 있습니다. 셀레즈네프 씨는 소규모 수력 발전소와 아마도 러시아의 발전이 좋은 조력 에너지를 가장 유망한 산업으로 간주합니다.

Credit Suisse 분석가 Evgeniy Olkhovich는 정부 법령에 규정된 재생 에너지원 개발 속도가 원칙적으로 달성 가능하다고 믿습니다. 그러나 현재 러시아에서는 이 지역이 사실상 미개발 상태입니다. 예외는 소규모 수력 발전소인데, 분명히 이것이 주요 초점이 될 것이라고 분석가는 말합니다.

향후 몇 년 동안 민간 프로젝트의 구현은 위기 상황에서 어려울 것이며 재생 가능 에너지원 분야의 주요 프로젝트는 RusHydro에 의해 구현될 가능성이 높습니다. Olkhovich는 이번 결의안이 하나의 틀이며 잠재적 투자자들은 여전히 가격 책정 메커니즘과 투자 자본 수익률에 대한 명확한 설명이 필요할 것이라고 강조했습니다.

지열에너지와 그 이용. 수력 자원의 응용. 유망한 태양 에너지 기술. 풍력 터빈의 작동 원리. 파도와 해류의 에너지. 러시아의 대체 에너지 개발 현황과 전망.

페름 주립대학교

철학 및 사회학부

대체 에너지원

러시아에서의 사용 가능성

사회학과

정치 과학

학생: Uvarov P.A.

그룹: STSG-2 코스

페름, 2009

소개

1 대체에너지의 개념과 주요 종류

1.1 지열에너지(지구열)

1.2 태양에너지

1.3 풍력 에너지

1.4 물 에너지

1.5 파동에너지

1.6 전류의 에너지

2. 러시아의 대체에너지 개발 현황과 전망

결론

사용된 소스 목록

소개

그들이 "에너지는 산업의 빵이다"라고 말하는 것은 아무것도 아닙니다. 산업과 기술이 발전할수록 더 많은 에너지가 필요합니다. "에너지의 발전"이라는 특별한 개념도 있습니다. 이는 그들이 소비할 에너지원이 새로 확인되거나 생성되기 전에는 단 하나의 산업 기업도, 단 하나의 새로운 도시도, 단지 집 한 채도 지을 수 없다는 것을 의미합니다. 그렇기 때문에 생산되고 사용되는 에너지의 양으로 기술 및 경제력, 더 간단하게는 국가의 부를 매우 정확하게 판단할 수 있습니다.

자연적으로 에너지 매장량은 엄청납니다. 그것은 태양 광선, 바람 및 움직이는 물 덩어리에 의해 운반되며 목재, 가스, 석유 및 석탄 매장지에 저장됩니다. 물질 원자핵에 '봉인된' 에너지는 사실상 무한합니다. 그러나 모든 형태가 직접 사용하기에 적합한 것은 아닙니다.

에너지의 오랜 역사 동안 에너지를 생산하고 이를 사람들이 필요로 하는 형태로 변환하기 위한 많은 기술적 수단과 방법이 축적되었습니다. 실제로 인간은 열 에너지를 받고 사용하는 법을 배웠을 때에만 인간이 되었습니다. 모닥불의 불은 아직 그 본질을 이해하지 못한 최초의 사람들에 의해 불이 붙었지만, 화학 에너지를 열로 변환하는 이 방법은 수천 년 동안 보존되고 개선되었습니다.

사람들은 자신의 근육과 불의 에너지에 동물의 근육 에너지를 더했습니다. 그들은 불의 열에너지를 이용하여 점토에서 화학적으로 결합된 물을 제거하는 기술, 즉 내구성이 뛰어난 세라믹 제품을 생산하는 도자기 가마를 발명했습니다. 물론 인간은 수천년 후에 이 과정에서 일어나는 과정에 대해서만 배웠습니다.

그런 다음 사람들은 풍류와 바람의 에너지를 회전 샤프트의 기계적 에너지로 변환하는 기술인 밀을 생각해 냈습니다. 그러나 증기기관, 내연기관, 수력, 증기 및 가스터빈, 발전기 및 엔진의 발명이 있어야만 인류는 충분히 강력한 기술 장치를 사용할 수 있게 되었습니다. 그들은 자연 에너지를 사용하기 편리하고 많은 양의 일을 생산할 수 있는 다른 유형으로 변환할 수 있습니다. 새로운 에너지원에 대한 탐색은 여기서 끝나지 않았습니다. 배터리, 연료 전지, 태양광-전기 에너지 변환기, 그리고 이미 20세기 중반에 원자로가 발명되었습니다.

세계 경제의 여러 부문에 전기 에너지를 공급하는 문제, 즉 지구상 60억 명이 넘는 인구의 지속적으로 증가하는 수요는 이제 점점 더 시급해지고 있습니다.

현대 세계 에너지의 기초는 화력발전소와 수력발전소입니다. 그러나 이들의 발전은 여러 가지 요인으로 인해 방해를 받습니다. 화력 발전소를 운영하는 데 사용되는 석탄, 석유 및 가스 비용은 상승하고 있으며 이러한 유형의 연료의 천연 자원은 감소하고 있습니다. 또한, 많은 국가에는 자체 연료 자원이 없거나 부족합니다. 화력 발전소에서 전기를 생산하는 동안 유해 물질이 대기로 방출됩니다. 더욱이, 연료가 석탄, 특히 다른 용도로는 가치가 거의 없고 불필요한 불순물 함량이 높은 갈탄인 경우 배출량은 엄청난 비율에 도달합니다. 그리고 마지막으로 화력발전소에서 발생하는 사고는 대형 화재에 버금가는 큰 자연 피해를 초래합니다. 최악의 경우, 그러한 화재는 폭발을 동반하여 석탄 먼지나 그을음 구름을 생성할 수 있습니다.

선진국의 수력자원은 거의 완전히 활용되고 있으며, 수력공학 건설에 적합한 대부분의 하천 구간이 이미 개발되었습니다. 그리고 수력 발전소는 자연에 얼마나 해를 끼치는가! 수력 발전소에서 대기 중으로 배출되는 물질은 없지만 수생 환경에 상당한 피해를 줍니다. 우선, 수력 발전 댐을 극복하지 못해 물고기가 고통을 받습니다. 수력 발전소가 건설되는 강에서는 특히 소위 수력 발전소 캐스케이드라고 불리는 발전소가 여러 개 있는 경우 댐 전후의 물의 양이 극적으로 변합니다. 저지대 강에는 거대한 저수지가 범람하고, 침수된 땅은 농업, 숲, 초원, 인간 정착을 위해 복구할 수 없을 정도로 손실됩니다. 수력발전소 사고의 경우 어떤 수력발전소가 돌파되면 아래에 있는 수력발전소 댐을 모두 휩쓸어버릴 정도로 큰 파도가 일어난다. 그러나 이러한 댐의 대부분은 인구가 수십만 명에 달하는 대도시 근처에 위치해 있습니다.

이러한 상황에서 벗어날 수 있는 방법은 원자력 발전에서 나타났습니다. 1989년 말 현재 전 세계적으로 400개 이상의 원자력 발전소(NPP)가 건설되어 운영되고 있습니다. 그러나 오늘날 원자력 발전소는 더 이상 값싸고 환경 친화적인 에너지원으로 간주되지 않습니다. 원자력 발전소의 연료는 우라늄 광석입니다. 이는 비싸고 추출하기 어려운 원료이며 매장량이 제한되어 있습니다. 또한, 원자력발전소의 건설과 운영에는 큰 어려움과 비용이 따른다. 현재 신규 원전 건설을 계속하고 있는 국가는 소수에 불과합니다. 원자력발전의 가장 큰 걸림돌은 바로 환경오염 문제이다. 이 모든 것이 원자력에 대한 태도를 더욱 복잡하게 만듭니다. 핵연료 사용을 전면 중단하고, 모든 원전을 폐쇄하고, 화력발전소와 수력발전소에서 전기 생산을 재개하고, 소위 신재생에너지를 활용하자는 요구가 점차 늘어나고 있습니다. "비전통적" – 에너지 생산 유형. 후자에는 주로 바람, 물, 태양, 지열 에너지의 에너지뿐만 아니라 물, 공기 및 땅에 포함된 열을 사용하는 설치 및 장치가 포함됩니다.

1. 에 대한대체 에너지의 주요 유형

1.1 지열 에너지(지구의 열)

지열에너지는 말 그대로 지구의 열에너지를 의미합니다. 지구의 부피는 약 10,850억 입방 킬로미터이며, 지각의 얇은 층을 제외하고는 모두 온도가 매우 높습니다.

지구 암석의 열용량도 고려하면 지열은 의심할 여지 없이 인간이 현재 사용할 수 있는 가장 큰 에너지원이라는 것이 분명해집니다. 더욱이 이는 순수한 형태의 에너지입니다. 이미 열로 존재하기 때문에 이를 얻기 위해 연료를 태우거나 원자로를 만들 필요가 없습니다.

일부 지역에서는 자연이 증기나 과열된 물의 형태로 지열 에너지를 표면에 전달하는데, 이는 표면에 도달하면 끓어 증기로 변합니다. 천연 증기를 직접 사용하여 전기를 생산할 수 있습니다. 또한 샘과 우물에서 나온 지열수를 사용하여 집과 온실을 난방할 수 있는 지역도 있습니다(북대서양의 섬 국가 - 아이슬란드, 캄차카 및 쿠릴 열도).

그러나 일반적으로 특히 지구의 심부열 규모를 고려하면 전 세계적으로 지열에너지의 활용은 극히 제한적이다.

지열 증기를 사용하여 전기를 생산하려면 분리기를 통과하여 증기에서 고형물을 분리한 다음 터빈으로 보냅니다. 이러한 발전소의 "연료 비용"은 생산 유정과 증기 수집 시스템의 자본 비용에 의해 결정되며 상대적으로 낮습니다. 발전소 자체에는 화실, 보일러 시설 또는 굴뚝이 없기 때문에 발전소 자체의 비용도 저렴합니다. 이렇게 편리하고 자연스러운 형태의 지열 에너지는 비용 효율적인 전기 에너지원입니다. 불행하게도 지구상에는 충분한 양의 증기를 형성하기 위해 끓는 천연 증기 또는 과열된(즉, 100oC보다 훨씬 높은 온도) 물의 표면 배출구가 거의 없습니다.

최대 10km 깊이의 지각에서 지열 에너지의 전 세계 총 잠재력은 18,000조로 추산됩니다. 전환수 없음 이는 전 세계 유기 연료 매장량의 1,700배에 달하는 양입니다. 러시아에서는 지각 상층부(지각 3㎞ 깊이)의 지열에너지 자원이 180조개에 이른다. 전환수 없음 연료. 이 잠재력의 약 0.2%만 사용하면 국가의 에너지 수요를 충족할 수 있습니다. 유일한 질문은 이러한 자원을 합리적이고 비용 효율적이며 환경 친화적으로 사용하는 것입니다. 오늘날 우리가 이렇게 셀 수 없이 많은 에너지 매장량을 산업적으로 개발할 수 없는 이유는 지열 에너지 사용을 위해 국내에 시범 시설을 만들려고 할 때 이러한 조건이 아직 충족되지 않았기 때문입니다.

지열에너지는 사용시간 측면에서 가장 오래된 대체에너지원이다. 1994년에는 전 세계적으로 330개 블록의 관측소가 운영되었으며 미국이 이곳을 지배했습니다(간헐천 계곡, 임페리얼 밸리 등의 간헐천 "필드"에 168개 블록). 그녀는 2위를 차지했습니다. 이탈리아이지만 최근에는 중국과 멕시코에 추월당했습니다. 사용되는 지열 에너지의 가장 큰 비중은 라틴 아메리카이지만 여전히 1%를 약간 넘습니다.

러시아에서 이러한 의미에서 유망한 지역은 캄차카와 쿠릴 열도입니다. 60년대부터 11MW 용량의 완전 자동화된 파우제츠카야 지열 발전소가 섬의 쿠릴 열도 역인 캄차카에서 성공적으로 운영되어 왔습니다. 쿠나시르. 이러한 충전소는 전기 판매 가격이 높은 지역에서만 경쟁력을 가질 수 있으며, 캄차카와 쿠릴 열도에서는 연료 운송 거리가 길고 철도가 부족하여 가격이 매우 높습니다.

1.2 태양의 에너지

지구 표면에 도달하는 태양 에너지의 총량은 전 세계 화석 연료 자원의 잠재력보다 6.7배 더 많습니다. 이 매장량의 0.5%만 사용하면 수천 년 동안 세계 에너지 수요를 완전히 감당할 수 있습니다. 북쪽으로 러시아에서 태양에너지의 기술적 잠재력(연간 23억 톤의 기존 연료)은 오늘날의 연료 소비량보다 약 2배 더 높습니다.

일주일 동안 지구 표면에 도달하는 태양 에너지의 총량은 전 세계 석유, 가스, 석탄 및 우라늄 매장량의 에너지를 초과합니다. 그리고 러시아에서 태양 에너지는 연료 환산량(toe)이 2,000억 톤 이상에 달하는 가장 큰 이론적 잠재력을 가지고 있습니다. 러시아 신에너지 프로그램의 엄청난 잠재력에도 불구하고 2005년 재생에너지원의 기여는 1,700만~2,100만tce라는 매우 적은 양으로 결정되었습니다. 태양 에너지는 이국적이고 실용화는 먼 미래(2020년 이후)의 문제라는 믿음이 널리 퍼져 있습니다. 본 논문에서 나는 이것이 사실이 아니며, 현재 태양 에너지가 이미 전통적인 에너지에 대한 심각한 대안임을 보여줄 것입니다.

매년 세계는 200만년 동안 자연 조건에서 생성되는 양만큼의 석유를 소비하는 것으로 알려져 있습니다. 사회의 실제 총 비용을 반영하지 않는 상대적으로 저렴한 가격으로 재생 불가능한 에너지 자원을 엄청나게 소비하는 것은 본질적으로 대출, 즉 그렇게 낮은 가격으로 에너지에 접근할 수 없는 미래 세대의 대출로 생활하는 것을 의미합니다. 태양광 주택의 에너지 절약 기술은 사용의 경제적 효율성 측면에서 가장 수용 가능합니다. 이를 사용하면 가정의 에너지 소비를 최대 60%까지 줄일 수 있습니다. 이러한 기술의 성공적인 적용 사례는 독일의 "2000 태양광 지붕" 프로젝트입니다. 미국에서는 총 1,400MW 규모의 태양열 온수기가 150만 가구에 설치됐다.

12%의 태양광 발전소(SPP) 효율로 러시아의 모든 현대 전기 소비량은 영토의 0.024%인 약 4000평방미터의 활성 면적을 가진 SPP에서 얻을 수 있습니다.

세계에서 가장 실용적인 응용 분야는 효율성 13.9%, 증기 온도 371°C, 증기 압력 100bar, 발전 비용 0.08-0.12달러/kWh, 미국의 총 전력 등 매개변수를 갖춘 하이브리드 태양열 연료 발전소입니다. 3달러/W의 비용으로 400MW. 태양광 발전소는 전력 시스템의 1kWh 전기에 대한 판매 가격(8~12시간 - $0.066, 12~18시간 - $0.353)으로 피크 모드로 작동합니다. 태양광 발전소의 효율은 23까지 높일 수 있습니다. % - 평균 효율 시스템 발전소이며, 전기 에너지와 열의 결합 생성으로 인해 전기 비용이 절감됩니다.

이 프로젝트의 주요 기술 성과는 독일 회사 Flachglass Solartechnik GMBH가 조리개 5.76m, 광학 효율 81%, 수명 100m 길이의 유리 포물선 원통형 집광기 생산 기술을 개발한 것입니다. 30년의. 러시아에서 이러한 거울 기술을 이용할 수 있다는 점을 고려하면, 가스 파이프라인이나 소규모 가스 매장지가 있고 직사광선 복사량이 전체의 50%를 초과하는 남부 지역에 태양광 발전소를 대량 생산하는 것이 좋습니다.

VIESKh는 홀로그래피 기술을 사용하는 근본적으로 새로운 유형의 태양광 농축물을 제안했습니다.

주요 특징은 태양광 발전소의 긍정적인 특성과 모듈식 중앙 수신기의 결합, 그리고 전통적인 증기 히터와 실리콘 기반 태양전지를 수신기로 사용할 수 있는 능력입니다.

가장 유망한 태양 에너지 기술 중 하나는 태양 복사의 직접 및 확산 성분을 12~15%의 효율로 전기 에너지로 변환하는 실리콘 기반 태양 전지를 갖춘 태양광 발전소를 만드는 것입니다. 실험실 샘플의 효율은 23%입니다. 전세계 태양전지 생산량은 연간 50MW를 초과하며 매년 30%씩 증가합니다. 현재 태양전지 생산 수준은 조명, 물 양수, 통신국, 특정 지역 및 차량의 가전제품 전력 공급에 사용되는 초기 단계에 해당합니다. 태양전지 가격은 2.5~3달러/W, 전기요금은 0.25~0.56달러/kWh이다. 태양광 발전 시스템은 등유 램프, 양초, 건전지 및 배터리를 대체하며, 전력 시스템 및 저부하 전력, 디젤 발전기 및 전력선과 상당한 거리를 두고 있습니다.

1.3 풍력 에너지

오랫동안 폭풍과 허리케인이 가져올 수 있는 파괴를 보면서 사람들은 풍력 에너지를 사용할 수 있는지에 대해 생각했습니다.

고대 페르시아인들은 1500년 전에 천으로 만든 날개-돛이 달린 풍차를 처음으로 만들었습니다. 나중에 풍차가 개선되었습니다. 유럽에서는 네덜란드처럼 밀가루를 갈아서 물을 퍼내고 버터를 휘젓기도 했습니다. 최초의 발전기는 1890년 덴마크에서 설계되었습니다. 20년이 지난 지금 이 나라에는 이미 수백 개의 유사한 설비가 운영되고 있습니다.

풍력 에너지는 매우 강합니다. 세계기상기구(World Meteorological Organization)의 추정에 따르면 매장량은 연간 170조kWh에 이릅니다. 이 에너지는 환경을 오염시키지 않고 얻을 수 있습니다. 그러나 바람에는 두 가지 중요한 단점이 있습니다. 그 에너지는 공간에 고도로 분산되어 있고 예측할 수 없습니다. 종종 방향을 바꾸고, 지구상에서 가장 바람이 많이 부는 지역에서도 갑자기 가라앉고, 때로는 풍차가 부러질 정도로 강한 힘에 도달합니다.

야외에서 어떤 날씨에도 24시간 내내 작동하는 풍력 터빈의 건설, 유지 관리 및 수리 비용은 저렴하지 않습니다. 수력발전소, 화력발전소, 원자력발전소와 같은 출력을 내는 풍력발전소는 그에 비해 더 넓은 면적을 차지해야 한다. 또한 풍력 발전소는 무해하지 않습니다. 새와 곤충의 비행을 방해하고, 소음을 내고, 회전하는 블레이드로 전파를 반사하고, 인근 인구 밀집 지역의 TV 프로그램 수신을 방해합니다.

풍력 터빈의 작동 원리는 매우 간단합니다. 바람의 힘으로 인해 회전하는 블레이드는 샤프트를 통해 기계적 에너지를 발전기로 전달합니다. 이는 차례로 전기 에너지를 생성합니다. 풍력 발전소는 배터리로 작동되는 장난감 자동차처럼 작동하지만 작동 원리는 그 반대인 것으로 나타났습니다. 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 대신 풍력 에너지를 전류로 변환합니다.

풍력 에너지를 얻기 위해 다양한 디자인이 사용됩니다: 다중 블레이드 "데이지"; 3개, 2개 또는 1개의 블레이드가 있는 비행기 프로펠러와 같은 프로펠러(균형추가 있음) 세로로 절단되어 축에 장착된 배럴과 유사한 수직 로터; 일종의 "끝에 서 있는" 헬리콥터 프로펠러입니다. 블레이드의 바깥쪽 끝이 위쪽으로 구부러져 서로 연결되어 있습니다. 수직구조는 어느 방향에서든 바람을 받기 때문에 좋습니다. 나머지는 바람에 따라 방향을 바꿔야 합니다.

바람의 변동성을 어떻게든 보상하기 위해 거대한 "풍력 발전소"가 건설됩니다. 그곳의 풍력 터빈은 광대한 공간에 일렬로 서서 단일 네트워크를 위해 작동합니다. “농장”의 한쪽 끝에서는 바람이 불고 다른 쪽에서는 동시에 조용합니다. 풍력 터빈은 서로를 막지 않도록 너무 가까이 배치해서는 안 됩니다. 따라서 농장은 많은 공간을 차지합니다. 미국, 프랑스, 영국 및 덴마크에는 북해의 얕은 연안 해역에 "풍력 발전소"가 설치되어 있습니다. 그곳에서는 누구에게도 방해가되지 않으며 바람은 육지보다 더 안정적입니다.

가변적인 바람의 방향과 세기에 대한 의존도를 줄이기 위해 시스템에는 돌풍을 부분적으로 완화하는 플라이휠과 다양한 유형의 배터리가 포함되어 있습니다. 가장 자주 그들은 전기입니다. 그러나 그들은 또한 공기(풍차가 공기를 실린더로 펌핑하고 그곳에서 나오면 균일한 흐름이 발전기로 터빈을 회전함)와 유압(바람의 힘으로 물이 특정 높이까지 올라가고 아래로 떨어지는 것)도 사용합니다. , 터빈을 회전시킵니다). 전해 배터리도 장착되어 있습니다. 풍차는 물을 산소와 수소로 분해하는 전류를 생성합니다. 실린더에 저장되고 필요에 따라 연료 전지(즉, 연료 에너지가 전기로 변환되는 화학 반응기) 또는 가스 터빈에서 연소되어 다시 전류를 공급 받지만 급격한 전압 변동은 발생하지 않습니다. 변덕스러운 바람과 함께.

현재 전 세계에는 다양한 용량의 풍력 터빈이 3만 개 이상 운영되고 있습니다. 독일은 전력의 10%를 풍력에서 얻고, 서유럽 전역에서 풍력은 2,500MW의 전력을 공급합니다. 풍력 발전소가 비용을 지불하고 설계가 개선됨에 따라 간접 전기 가격이 하락합니다. 따라서 1993년 프랑스의 풍력발전단지에서 생산되는 전기 1kWh의 비용은 40상팀이었는데, 2000년에는 1.5배로 감소했다. 사실, 원자력 발전소의 에너지 비용은 1kWh당 12상팀에 불과합니다.

1.4 물에너지

바다 해안의 수위는 하루에 세 번 변합니다. 이러한 변동은 바다로 흘러가는 만과 하구에서 특히 두드러집니다. 고대 그리스인들은 바다의 통치자 포세이돈의 의지에 따라 수위 변동을 설명했습니다. 18세기에 영국의 물리학자 아이작 뉴턴(Isaac Newton)은 바다 조수의 신비를 풀었습니다. 세계 해양의 거대한 물 덩어리는 달과 태양의 중력에 의해 움직입니다. 6시간 12분마다 조수가 썰물로 바뀐다. 지구상의 여러 장소에서 조수의 최대 진폭은 동일하지 않으며 범위는 4~20m입니다.

간단한 조력 발전소(TPP)를 설치하려면 댐이 있는 만이나 강 하구와 같은 수영장이 필요합니다. 댐에는 배수구와 터빈이 설치되어 있습니다. 만조 때에는 물이 수영장으로 흘러 들어갑니다. 수영장의 수위와 바다의 수위가 같아지면 암거의 문이 닫힙니다. 썰물이 시작되면서 바다의 수위가 감소하고 압력이 충분해지면 여기에 연결된 터빈과 발전기가 작동하기 시작하고 물은 점차 수영장에서 빠져나갑니다. 해수면의 조석 변동이 최소 4m 이상인 지역에 조력발전소를 건설하는 것이 경제적으로 타당하다고 판단되며, 조력발전소의 설계 용량은 발전소가 건설되는 지역의 조수 특성에 따라 달라지며, 갯벌의 부피와 면적, 댐 본체에 설치된 터빈의 수에 따라 달라집니다.

복동식 조력 발전소에서 터빈은 물을 바다에서 유역으로 이동시킨 후 다시 이동시켜 작동합니다. 복동형 PES는 하루 4회 1~2시간 휴식을 갖고 4~5시간 연속 발전이 가능하다. 터빈의 작동 시간을 늘리기 위해 2개, 3개 또는 그 이상의 풀을 사용하는 더 복잡한 계획이 있지만 이러한 프로젝트의 비용은 매우 높습니다.

240MW 용량의 최초의 조력 발전소는 1966년 프랑스에서 평균 조석 진폭이 8.4m인 영국 해협으로 흘러드는 랑스 강 어귀에서 가동되었습니다. 24개의 TPP 수력 발전소는 평균 502의 전력을 생산합니다. 연간 백만 kW. 전기의 시간. 이 스테이션을 위해 조력 캡슐 장치가 개발되어 발전기, 펌프, 암거로서 3가지 직접 작동 모드와 3가지 역방향 작동 모드를 허용하여 TPP의 효율적인 작동을 보장합니다. 전문가들에 따르면 랜스강 화력발전소는 경제적으로 타당하며, 연간 운영비용은 수력발전소보다 낮고 자본 투자액의 4%에 달한다. 발전소는 프랑스 에너지 시스템의 일부이며 효율적으로 사용됩니다.

1968년 무르만스크에서 멀지 않은 바렌츠해에서 설계 용량 800kW의 파일럿 산업 발전소가 가동되었습니다. 건설 장소인 Kislaya Guba는 폭 150m, 길이 450m의 좁은 만으로 Kislogubskaya TPP의 전력은 작지만 조력 에너지 사용 분야의 추가 연구 개발 작업에 건설이 중요했습니다.

조석 진폭이 7~10m인 백해에는 320MW(콜라), 4000MW(메젠스카야) 용량의 대형 TPP 프로젝트가 있으며, 바다의 엄청난 잠재력도 활용할 계획이다. Penzhinskaya Bay와 같은 일부 지역의 오호츠크에서는 조석 높이가 12, 9m이고 Gizhiginskaya Bay에서는 12-14m입니다.

이 분야의 작업은 해외에서도 진행되고 있습니다. 1985년에는 캐나다 펀디 만(여기서의 조석 진폭은 19.6m)에 20MW 용량의 조력 발전소가 가동되었습니다. 중국에는 소형 조력발전소 3개가 건설됐다. 영국에서는 평균 조석폭이 16.3m인 세번 하구(Severn Estuary)에 1000MW급 조력발전소 프로젝트가 개발 중이다.

환경적인 관점에서 볼 때, PES는 석유와 석탄을 연소하는 화력 발전소에 비해 부인할 수 없는 이점을 가지고 있습니다. 조력 에너지의 광범위한 사용을 위한 유리한 전제 조건은 최근에 만들어진 Gorlov 튜브를 사용할 가능성과 관련되어 있으며, 이를 통해 댐 없이 조력 발전소를 건설할 수 있어 건설 비용이 절감됩니다. 최초의 무댐 TPP가 한국에 건설될 예정이다.

1.5. 파동 에너지

바다 파도에서 전기를 생산한다는 아이디어는 1935년 소련 과학자 K.E. Tsiolkovsky.

파력 에너지 스테이션의 운영은 부유물, 진자, 블레이드, 껍질 등의 형태로 만들어진 작업체에 대한 파도의 영향을 기반으로 합니다. 움직임의 기계적 에너지는 발전기를 사용하여 전기 에너지로 변환됩니다. 부표가 파도를 따라 흔들리면서 부표 내부의 수위가 변합니다. 결과적으로 공기가 나가거나 들어갑니다. 하지만 공기의 이동은 위쪽 구멍을 통해서만 가능합니다(이것이 부표의 디자인입니다). 그리고 거기에는 공기의 이동 방향에 관계없이 항상 한 방향으로 회전하는 터빈이 설치되어 있습니다. 높이 35cm의 아주 작은 파도에도 터빈은 2000rpm 이상 발전합니다. 또 다른 유형의 설치는 고정식 마이크로 발전소와 같습니다. 겉으로는 얕은 깊이의 지지대에 장착된 상자처럼 보입니다. 파도가 상자를 관통하여 터빈을 구동합니다. 그리고 여기서는 아주 약간의 바다 너울만으로도 충분합니다. 총 전력 200W로 높이 20cm의 조명 전구도 흔들 수 있습니다.

현재 파력 에너지 설비는 자율 부표, 비콘 및 과학 장비에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 그 과정에서 대형 파도 관측소는 해상 시추 플랫폼, 개방형 도로 및 해양 문화 농장의 파도 보호에 사용될 수 있습니다. 파력 에너지의 산업적 이용이 시작되었습니다. 전 세계적으로 약 400개의 등대와 항법 부표가 파도 설비를 통해 전력을 공급받습니다. 인도 마드라스 항구의 떠다니는 등대는 파도 에너지로 작동됩니다. 1985년부터 850kW 용량을 갖춘 세계 최초의 산업용 파력 발전소가 노르웨이에서 운영되고 있습니다.

파력 발전소의 생성은 파력 에너지의 안정적인 공급, 고르지 못한 파도 체제를 완화하기 위한 내장 장치를 포함하는 스테이션의 효과적인 설계를 통해 최적의 해역 선택에 의해 결정됩니다. 파동 관측소는 약 80kW/m의 전력을 사용하여 효과적으로 작동할 수 있는 것으로 믿어집니다. 기존 설비를 운영한 경험에 따르면 이들이 생산하는 전기는 여전히 기존 설비보다 2~3배 더 비싸지만 앞으로는 비용이 크게 절감될 것으로 예상됩니다.

공압 변환기를 사용하는 파도 설치에서는 파도의 영향으로 공기 흐름의 방향이 주기적으로 반대 방향으로 변경됩니다. 이러한 조건을 위해 로터가 정류 효과를 가지며 공기 흐름 방향을 변경할 때 회전 방향을 변경하지 않고 유지하는 Wells 터빈이 개발되었으므로 발전기의 회전 방향도 변경되지 않고 유지됩니다. 터빈은 다양한 파력 발전소에서 폭넓게 응용되고 있습니다.

공압 변환기를 갖춘 가장 강력한 운영 발전소인 파력 발전소 "Kaimei"("Sea Light")는 1976년 일본에서 건설되었습니다. 작업 시 최대 6~10m 높이의 파도를 사용합니다. 바지선에서 80 길이 m, 폭 12 m, 배기량 500톤, 22개의 공기 챔버가 설치되어 있으며 바닥이 열려 있습니다. 각 챔버 쌍은 하나의 Wells 터빈을 구동합니다. 설치의 총 전력은 1000kW입니다. 첫 번째 테스트는 1978년부터 1979년까지 수행되었습니다. 쓰루오카 시 근처. 에너지는 약 3km 길이의 수중 케이블을 통해 해안으로 전달되었습니다. 1985년에 두 개의 시설로 구성된 산업용 파동 관측소가 베르겐 시에서 북서쪽으로 46km 떨어진 노르웨이에 건설되었습니다. Toftestallen 섬의 첫 번째 설치는 공압 원리로 작동되었습니다. 그것은 바위 속에 묻혀 있는 철근 콘크리트 방이었습니다. 그 위에는 높이 12.3mm, 직경 3.6m의 철탑이 설치됐고, 챔버로 유입되는 파도에 따라 공기량이 변화했다. 밸브 시스템을 통한 결과 흐름은 500kW의 전력으로 터빈과 관련 발전기를 회전시켰으며 연간 출력은 120만kW였습니다. h. 1988년 말 겨울 폭풍으로 인해 역 타워가 파괴되었습니다. 새로운 철근 콘크리트 타워를 위한 프로젝트가 개발 중입니다.

두 번째 시설의 설계는 바닥에 높이 15m, 너비 55m의 콘크리트 벽이 있는 약 170m 길이의 협곡에 있는 원뿔형 수로로 구성되며, 댐에 의해 바다와 분리된 섬 사이의 저수지로 들어가고, 발전소가 있는 댐. 좁아지는 수로를 통과하는 파도는 높이를 1.1m에서 15m로 증가시키고 수위가 해발 3m인 저수지로 흘러 들어갑니다. 저수지에서 물은 350kW의 출력을 갖는 저압 수력 터빈을 통과합니다. 이 발전소는 연간 최대 200만kWh의 전기를 생산합니다.

그리고 영국에서는 소프트 쉘(챔버)이 작업 부품으로 사용되는 "조개"형 파력 에너지 플랜트의 독창적인 설계가 개발되고 있습니다. 여기에는 대기압보다 약간 더 높은 압력의 공기가 포함되어 있습니다. 파도가 위로 올라가면서 챔버가 압축되어 챔버에서 설치 프레임으로 그리고 뒤로 폐쇄된 공기 흐름을 형성합니다. 발전기를 갖춘 Wells 공기 터빈이 유로를 따라 설치됩니다. 길이 120m, 높이 8m의 프레임에 6개의 챔버가 장착된 실험적인 부유식 설치가 현재 제작 중이며 예상 전력은 500kW입니다. 추가 개발을 통해 카메라를 원형으로 배치하면 가장 큰 효과를 얻을 수 있음이 나타났습니다. 스코틀랜드에서는 12개의 챔버와 8개의 터빈으로 구성된 설비가 Loch Ness에서 테스트되었습니다. 이러한 설치의 이론적 전력은 최대 1200kW입니다.

파도 뗏목의 설계는 1926년 소련에서 처음으로 특허를 받았습니다. 1978년에 유사한 솔루션을 기반으로 한 해양 발전소의 실험 모델이 영국에서 테스트되었습니다. Kokkerel 웨이브 뗏목은 힌지 섹션으로 구성되며, 서로에 대한 움직임은 발전기가 있는 펌프로 전달됩니다. 전체 구조는 앵커로 고정됩니다. 길이 100m, 폭 50m, 높이 10m의 3섹션 Kokkerel 파도 뗏목은 최대 2,000kW의 전력을 제공할 수 있습니다.

소련에서는 70년대에 웨이브 뗏목 모델이 테스트되었습니다. 흑해에서. 길이는 12m, 플로트 너비는 0.4m였으며 높이 0.5m, 길이 10-15m의 파도에서 설치는 150kW의 전력을 개발했습니다.

Salter duck으로 알려진 이 프로젝트는 파력 에너지 변환기입니다. 작업 구조는 유체 역학 법칙에 따라 프로필이 계산되는 플로트("오리")입니다. 이 프로젝트는 공통 샤프트에 순차적으로 장착되는 다수의 대형 플로트 설치를 제공합니다. 파도의 영향으로 수레는 자체 무게의 힘으로 움직이기 시작하고 원래 위치로 돌아갑니다. 이 경우 특별히 준비된 물로 채워진 샤프트 내부에서 펌프가 활성화됩니다. 다양한 직경의 파이프 시스템을 통해 압력 차이가 발생하여 플로트 사이에 설치된 터빈을 구동하고 해수면 위로 올라갑니다. 생성된 전기는 해저 케이블을 통해 전송됩니다. 하중을 보다 효율적으로 분산하려면 샤프트에 플로트 20~30개를 설치해야 합니다. 1978년에 직경 1m의 플로트 20개로 구성된 설치 모델이 테스트되었으며 생성된 전력은 10kW였습니다. 길이 1200m의 샤프트에 직경 15m의 플로트 20~30개를 더욱 강력하게 설치하기 위한 프로젝트가 개발되었으며, 예상 설치 전력은 45,000kW입니다. 영국 제도의 서부 해안에 설치된 유사한 시스템은 영국의 전력 수요를 충족할 수 있습니다.

1.6 전류의 에너지

가장 강력한 해류는 잠재적인 에너지원입니다. 현재 기술 수준에서는 1m/s 이상의 유속에서 전류 에너지를 추출하는 것이 가능합니다. 이 경우 흐름 단면적 1m 2의 전력은 약 1kW입니다. 최대 2m/s의 속도로 각각 8,300만 입방미터와 5,500만 입방미터의 물을 운반하는 걸프 스트림(Gulf Stream)과 쿠로시오(Kuroshio)와 같은 강력한 해류와 플로리다 해류(3,000만 입방 미터/초, 속도가 빨라지는)를 사용하는 것이 유망해 보입니다. 1.8m/s).

해양 에너지의 경우 지브롤터 해협, 영국 해협, 쿠릴 해협의 해류가 관심 대상입니다. 그러나 해류 에너지를 이용한 해양 발전소 건설은 여전히 많은 기술적 어려움과 연관되어 있으며, 주로 해운에 위협이 되는 대규모 발전소 건설과 관련이 있습니다.

코리올리스 프로그램은 마이애미 시에서 동쪽으로 30km 떨어진 플로리다 해협에 반대 방향으로 회전하는 직경 168m의 임펠러 2개를 갖춘 터빈 242개를 설치하는 것을 계획하고 있습니다. 한 쌍의 임펠러는 터빈에 부력을 제공하는 속이 빈 알루미늄 챔버 내부에 배치됩니다. 효율성을 높이려면 휠 블레이드를 상당히 유연하게 만들어야 합니다. 총 길이가 60km에 달하는 전체 코리올리 시스템은 주 흐름을 따라 배치됩니다. 11개의 터빈으로 구성된 22열로 배열된 터빈의 폭은 각각 30km입니다. 장치는 항해에 방해가 되지 않도록 설치 장소까지 견인되어 30m 정도 매설되어야 합니다.

남무역풍의 대부분이 카리브해와 멕시코만으로 들어간 후, 물은 그곳에서 플로리다만을 거쳐 대서양으로 되돌아옵니다. 전류의 폭은 80km로 최소화됩니다. 동시에 이동 속도는 2m/s로 가속화됩니다. 플로리다 해류가 안틸레스 해류에 의해 강화되면 물의 흐름이 최대에 도달합니다. 샤프트가 발전기에 연결되어 있는 스위핑 블레이드가 있는 터빈을 구동하기에 충분한 힘이 발생합니다. 다음은 수중 케이블을 통해 해안으로 전류를 전송하는 것입니다.

터빈 재질은 알루미늄입니다. 서비스 수명 – 80년. 그녀의 영구 장소는 물속에 있습니다. 물 표면으로 들어 올리는 것은 예방 수리에만 사용됩니다. 그 작동은 침수 깊이 및 수온과 실질적으로 무관합니다. 블레이드는 천천히 회전하므로 작은 물고기가 터빈을 통해 자유롭게 헤엄칠 수 있습니다. 하지만 넓은 입구는 안전망으로 막혀있습니다.

미국 엔지니어들은 그러한 구조물의 건설이 화력 발전소 건설보다 훨씬 저렴하다고 믿습니다. 건물을 짓거나 도로를 깔거나 창고를 마련할 필요가 없습니다. 그리고 운영 비용도 현저히 낮습니다.

운영 비용과 해안으로 송전하는 동안의 손실을 고려한 각 터빈의 순 출력은 43MW가 될 것이며 이는 미국 플로리다 주의 요구 사항을 10% 충족할 것입니다.

직경 1.5m의 터빈의 첫 번째 프로토타입이 플로리다 해협에서 테스트되었습니다. 직경 12m, 출력 400kW의 임펠러를 갖춘 터빈 설계도 개발되었습니다.

2 러시아의 대체 에너지 개발 현황과 전망

세계 에너지 균형에서 전통적인 연료 에너지가 차지하는 비중은 지속적으로 감소할 것이며, 재생 가능 에너지원 사용을 기반으로 하는 비전통적 대체 에너지로 대체될 것입니다. 경제적 복지뿐만 아니라 독립성, 국가 안보도 특정 국가에서 이러한 일이 일어나는 속도에 달려 있습니다.

우리나라의 거의 모든 것과 마찬가지로 러시아의 재생 가능 에너지 원 상황은 독특하다고 할 수 있습니다. 오늘날의 기술 수준에서 이미 사용할 수 있는 이러한 소스의 매장량은 엄청납니다. 추정치 중 하나는 다음과 같습니다. 태양 복사 에너지 - 23000억 TUT(표준 연료 톤); 풍력 - 267억 TOE, 바이오매스 - 100억 TOE; 지구의 열 - 40,000억 TU; 작은 강 - 3,600억; 바다와 바다 - 300억. 이러한 에너지원은 현재 러시아의 에너지 소비 수준(연간 12억 TEU)을 훨씬 초과합니다. 그러나이 상상할 수없는 풍부함 중에서 부스러기가 미세한 양으로 사용되었다고 말할 수도 없습니다. 전 세계적으로 풍력 에너지는 러시아에서 가장 발전된 재생 에너지 유형입니다. 1930년대로 거슬러 올라갑니다. 우리나라에서는 3~4kW 용량의 여러 종류의 풍력발전기가 양산되었으나 1960년대에 이르러서였다. 생산이 중단되었습니다. 소련 말년에 정부는 이 분야에 다시 관심을 보였지만 계획을 실행할 시간이 없었습니다. 그러나 1980년부터 2006년까지. 러시아는 대규모의 과학 및 기술 보유량을 개발했습니다(그러나 러시아는 재생 가능 에너지원의 실제 사용에 있어 심각한 지연을 겪고 있습니다). 현재 러시아에서 운영 중, 건설 중, 시운전 예정인 풍력 터빈과 풍력 발전 단지의 총 용량은 200MW입니다. 러시아 기업이 제조한 개별 풍력 터빈의 출력 범위는 0.04~1000.0kW입니다. 예를 들어, 풍력 터빈 및 풍력 발전소의 여러 개발자 및 제조업체를 인용하겠습니다. 모스크바에서 LLC SKTB Iskra는 250W 전력의 풍력 발전소 M-250을 생산합니다. 모스크바 지역 Dubna에서는 국가 설계국 "Raduga" 기업이 쉽게 설치할 수 있는 750W, 1kW 및 8kW 풍력 발전소를 생산합니다. 상트페테르부르크 연구소 Elektroribor는 최대 500W의 풍력 터빈을 생산합니다.

1999년부터 키예프에서 WindElectric 연구 및 생산 그룹은 1kW 용량의 국내 풍력 발전소 WE-1000을 생산합니다. 이 그룹의 전문가들은 모든 공기 흐름을 효과적으로 사용하는 독특한 다중 블레이드, 보편적인 고속, 절대적으로 조용한 소형 터빈을 개발했습니다.

하바롭스크 "회사 LMV 풍력 에너지"는 0.25~10kW 용량의 풍력 발전소를 생산하며, 후자는 최대 100kW 용량의 시스템으로 결합될 수 있습니다. 1993년 이후 이 기업은 640개의 풍력 발전소를 개발 및 생산했습니다. 대부분은 시베리아, 극동, 캄차카, 추코트카에 설치된다. 풍력 발전 단지의 서비스 수명은 모든 기후대에서 20년에 이릅니다. 이 회사는 또한 풍력 발전소와 함께 작동하는 태양광 패널을 공급합니다(이러한 풍력-태양광 발전소의 전력 범위는 50W ~ 100kW입니다).

러시아의 풍력 에너지 자원 측면에서 가장 유망한 지역은 북극해 연안, 캄차카, 사할린, 추코트카, 야쿠티아, 핀란드 만 연안, 흑해 및 카스피해입니다. 높은 평균 연간 풍속, 중앙 집중식 전력망의 낮은 가용성 및 풍부한 미사용 지역으로 인해 이러한 지역은 풍력 에너지 개발에 거의 이상적입니다. 상황은 태양에너지와 비슷하다. 매주 우리나라 영토에 공급되는 태양 에너지는 러시아의 모든 석유, 석탄, 가스 및 우라늄 자원의 에너지를 초과합니다. 이 분야에서 흥미로운 국내 개발이 이루어지고 있지만 주 정부의 지원이 없기 때문에 태양광 시장이 없습니다. 그러나 태양광 패널의 생산량은 메가와트 단위로 측정됩니다. 2006년 약 400MW가 생산됐다. 어느 정도 증가하는 경향이 있습니다. 그러나 해외 바이어들은 태양전지를 생산하는 다양한 연구 및 생산 협회의 제품에 더 큰 관심을 보이고 있으며, 러시아인에게는 여전히 가격이 비싸다. 특히, 결정질막 요소를 생산하기 위한 원자재는 해외에서 수입해야 하기 때문에 (소련 시절에는 실리콘 생산 공장이 키르기스스탄과 우크라이나에 위치했습니다.) 러시아에서 태양에너지 이용에 가장 유리한 지역은 북캅카스 지역입니다. , Stavropol 및 Krasnodar 영토, 아스트라한 지역, Kalmykia, Tuva, Buryatia, Chita 지역, 극동.

태양 에너지 사용에 있어서 가장 큰 성과는 평판형 태양열 집열기를 사용하여 열 공급 시스템을 만드는 분야에서 나타났습니다. 이러한 시스템을 구현하는 러시아의 첫 번째 장소는 크라스노다르 영토가 차지하고 있으며, 최근 몇 년 동안 현재 지역 에너지 절약 프로그램에 따라 약 100개의 대형 태양열 온수 공급 시스템과 개인용 소규모 설치가 많이 이루어졌습니다. 지어졌습니다. 난방 시설을 위한 태양광 설비는 크라스노다르 지역과 부랴티아 공화국에서 가장 큰 발전을 이루었습니다. 부랴티아에서는 병원, 학교, Elektromashina 공장 등 다양한 산업 및 사회 시설과 개인 주거용 건물에 1회당 500~3000리터의 온수(섭씨 90~100도) 용량을 갖춘 태양열 집열기가 설치되어 있습니다. 낮. 우리의 에너지 관리자에게 더 친숙하고 더 큰 용량에 도달하므로 에너지 거대주의의 일반적인 개념에 더 잘 맞는 지열 발전소의 개발에 상대적으로 더 많은 관심이 집중되고 있습니다. 전문가들은 캄차카와 쿠릴 열도의 지열 에너지 매장량이 최대 1000MW의 발전소 용량을 제공할 수 있다고 믿습니다.

1967년으로 돌아가 11.5MW 용량의 Pauzhetskaya 지열 발전소가 캄차카에 건설되었습니다. 세계 5번째 지열발전소였습니다. 1967년 파라툰카 지열 발전소가 가동에 들어갔습니다. 이는 세계 최초로 바이너리 랭킨 사이클을 사용하는 발전소입니다. 현재 Kaluga 터빈 발전소에서 제조한 국내 장비를 사용하여 200MW 용량의 Mutnovskaya 지열 발전소를 건설하고 있습니다. 이 공장은 또한 지열 전기 및 열 공급을 위한 모듈형 블록의 대량 생산을 시작했습니다. 이러한 블록을 사용하면 캄차카와 사할린에 지열원의 전기와 열을 거의 완벽하게 공급할 수 있습니다. 스타브로폴(Stavropol) 및 크라스노다르(Krasnodar) 지역에서는 상당히 큰 에너지 잠재력을 지닌 지열원을 이용할 수 있습니다. 오늘날 지열 열 공급 시스템의 기여도는 연간 300만 Gcal입니다.

전문가들에 따르면 이러한 유형의 에너지 매장량이 셀 수 없이 많아 지열 자원의 합리적이고 비용 효율적이며 환경 친화적인 사용 문제가 해결되지 않아 산업 발전이 저해되고 있습니다. 예를 들어, 추출된 지열수는 야만적인 방식으로 사용됩니다. 다양한 유해 물질(수은, 비소, 페놀, 황 등)을 포함하는 처리되지 않은 폐수가 주변 수역으로 배출되어 자연에 돌이킬 수 없는 해를 끼칩니다. 또한 지열수의 높은 광물화로 인해 지열 난방 시스템의 모든 파이프라인이 빠르게 실패합니다. 따라서 지열에너지 이용기술에 대한 획기적인 개정이 요구된다.

현재 러시아 지열 발전소 생산의 선두 기업은 Kaluga 터빈 공장과 JSC Nauka이며, 이들은 0.5~25MW 용량의 모듈형 지열 발전소를 개발 및 생산하고 있습니다. 캄차카 지역의 지열 에너지 공급을 위한 프로그램이 개발되어 실행되기 시작했으며 그 결과 연간 약 90만 달러가 절약될 것입니다. 여기. 쿠반에는 10개의 지열수 매장지가 개발되고 있습니다. 1999-2000년 이 지역의 화력 발전 물 생산량은 약 900만m3로 최대 65,000TEU를 절약할 수 있습니다. 칼루가 터빈 공장(Kaluga Turbine Plant)에서 설립된 터보콘(Turbocon) 기업은 압력 하에서 증발하는 뜨거운 물과 일반적인 블레이드 대신 특수 깔때기가 장착된 터빈을 회전시켜 전기를 얻을 수 있는 매우 유망한 기술을 개발했습니다. 라발 노즐. 수증기 터빈이라고 불리는 이러한 설비의 이점은 적어도 두 배입니다. 첫째, 지열 에너지를 보다 완벽하게 사용할 수 있습니다. 일반적으로 지열수증기나 지열수에 용해된 가연성 가스만 에너지를 생성하는 데 사용되는 반면, 수증기 터빈의 경우 온수를 직접 사용하여 에너지를 생성할 수도 있습니다. 새로운 터빈의 또 다른 가능한 용도는 열 소비자로부터 되돌아오는 물로부터 도시 난방 네트워크에서 전기를 생성하는 것입니다. 이제 이 물의 열은 낭비되지만 보일러실에 독립적인 전기 공급원을 제공할 수 있습니다.

지구 내부의 열은 간헐천의 분수를 공기 중으로 방출할 수 있을 뿐만 아니라 집을 따뜻하게 하고 전기를 생산할 수도 있습니다. 캄차카, 추코트카, 쿠릴 열도, 프리모르스키 영토, 서부 시베리아, 북코카서스, 크라스노다르 및 스타브로폴 영토, 칼리닌그라드 지역에는 대규모 지열 자원이 있습니다. 고급 열열(섭씨 100도 이상의 증기-물 혼합)을 통해 직접 전기를 생산할 수 있습니다.

일반적으로 증기-물 열 혼합물은 2~5km 깊이까지 뚫은 우물에서 추출됩니다. 각 우물은 약 1km 2 의 지열 지대에서 4-8MW의 전력을 공급할 수 있습니다. 동시에 환경적인 이유로 폐지열수를 저수지로 펌핑하기 위한 우물도 필요합니다.

현재 캄차카에는 Pauzhetskaya GeoPP, Verkhne-Mutnovskaya GeoPP, Mutnovskaya GeoPP 등 3개의 지열 발전소가 운영되고 있습니다. 이러한 지열 발전소의 총 용량은 70MW 이상입니다. 이를 통해 지역 전력 수요의 25%를 충족하고 값비싼 수입 연료유 공급에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.

섬의 사할린 지역에 있습니다. Kunashir는 Mendeleevskaya 지열 발전소의 1.8MW 용량을 갖춘 첫 번째 발전소와 17Gcal/h 용량의 지열 발전소 GTS-700을 시운전했습니다. 저급 지열 에너지의 대부분은 주택, 공공 서비스, 농업에서 열의 형태로 사용됩니다. 따라서 코카서스에서는 지열수로 가열되는 온실의 총 면적이 70헥타르가 넘습니다. 실험적인 다층 건물이 모스크바에 건설되어 성공적으로 운영되고 있습니다. 이 건물에서는 지구의 저급 열을 사용하여 가정용 온수를 가열합니다.

마지막으로 소규모 수력발전소도 언급해야 한다. 이들의 상황은 설계 개발 측면에서 상대적으로 좋습니다. 축, 방사형 축, 프로펠러 등 다양한 설계의 유압 터빈을 사용하여 전력 엔지니어링 산업의 많은 기업에서 소규모 수력 발전소용 장비가 생산 중이거나 생산 준비가 되어 있습니다. , 대각선, 양동이. 동시에 국내 기업에서 제조되는 장비 비용은 여전히 세계 가격 수준보다 훨씬 낮습니다. 쿠반에서는 강에 두 개의 소형 수력 발전소(SHPP) 건설이 진행 중입니다. 소치의 Krasnaya Polyana 마을 지역의 Beshenka 및 크라스노다르 화력 발전소의 기술 물 공급 순환 시스템 배출. 크라스노다르 저수지 방류 지역에 50MW 용량의 소형 수력 발전소를 건설할 계획입니다. 레닌그라드 지역의 소규모 수력 발전소 시스템을 복원하는 작업이 시작되었습니다. 1970년대 그곳에서는 지역 전력 공급 통합 캠페인의 결과로 40개 이상의 발전소가 운영을 중단했습니다. 근시안적인 거대증의 결과는 이제 작은 에너지원에 대한 필요성이 명백해졌기 때문에 바로잡아야 합니다.

결론

러시아에는 대체 에너지를 규제하고 개발을 촉진하는 법률이 아직 없다는 점에 유의해야 합니다. 대체 에너지의 이익을 보호할 구조가 없는 것처럼 말이죠. 예를 들어 원자력부는 원자력에 별도로 관여하고 있다. "재생 에너지원 개발에 관한" 연방법 초안의 필요성과 개념 개발에 대한 정당화에 대해 정부에 대한 보고서가 계획되어 있습니다. 이 보고서 작성을 담당하는 부처는 에너지부, 경제개발부, 산업과학부, 법무부입니다. 언제 동의할지 알 수 없습니다.

산업이 신속하고 완전하게 발전하려면, 법은 재생 에너지원으로부터 에너지를 생산하기 위한 장비를 생산하는 기업에 대해 세금 인센티브를 제공해야 합니다(예: VAT 세율을 최소 10%로 인하). 재생에너지의 우선순위는 품질 요구사항도 충족해야 하기 때문에 인증 및 라이센스 문제도 중요합니다(주로 장비와 관련하여).

대체 에너지 생산 방법의 개발은 전통적인 에너지원의 생산자와 채굴자에 의해 방해를 받습니다. 그들은 강력한 권력 위치를 갖고 있으며 자신의 이익을 방어할 기회를 갖고 있습니다. 대체 에너지는 기존 에너지에 비해 여전히 상당히 비쌉니다. 왜냐하면 거의 모든 제조 기업이 매우 적은 수량으로 파일럿 배치로 설비를 생산하고 그에 따라 매우 비싸기 때문입니다. 대량 생산 조직 및 설치 인증에는 상당한 투자가 필요하며 이는 전혀 없습니다. 국가 지원은 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 이는 전통적인 탄화수소 연료 생산을 기반으로 하는 사업을 하는 사람들의 이익과 모순됩니다. 누구도 추가 경쟁이 필요하지 않습니다.

결과적으로 재생 가능 에너지원의 일차적인 사용과 대체 에너지 개발은 기존 에너지 문제에 대한 가장 확실한 해결책이 되는 지역에서 주로 선호됩니다. 러시아는 북극해 연안, 야쿠티아, 캄차카, 추코트카, 사할린 등 중앙 집중식 전력 공급이 없는 지역을 포함하여 상당한 풍력 에너지 자원을 보유하고 있지만 이러한 지역에서도 에너지 문제를 해결하려는 시도는 거의 없습니다. 방법.

대체 에너지의 추가 개발은 "2020년까지의 러시아 에너지 전략"에서 논의됩니다. 우리의 대체 에너지 산업이 달성해야 하는 숫자는 매우 낮고 작업도 최소화되어 러시아 에너지 부문의 전환점을 기대할 수 없습니다. 2020년까지 대체에너지를 통해 전체 연료자원의 1% 미만을 절감할 계획이다. 러시아는 '국가 에너지 부문에서 가장 중요한 부분'으로 원자력 산업을 '에너지 전략'의 우선순위로 선택했다.

최근에는 대체 재생에너지 개발을 위한 몇 가지 조치가 취해졌습니다. 에너지부는 대체 에너지 분야의 협력 전망에 대해 프랑스와 협상을 시작했습니다. 일반적으로 향후 10~15년 동안의 대체 에너지 개발에 대한 상태와 전망은 일반적으로 개탄스러워 보인다는 점에 주목할 수 있습니다.

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제한된 천연자원, 화석연료 추출의 어려움 증가, 지구 환경 오염으로 인해 인류는 재생 가능한 대체 에너지원을 찾으려는 노력을 기울이고 있습니다. 신에너지 자원은 환경 피해를 줄이는 동시에 운송, 가공, 생산의 모든 주기에 대한 최소 비용 지표를 가질 것으로 예상됩니다.

대체에너지원의 목적

완전히 재생 가능한 자원 또는 현상이기 때문에 대체 에너지원은 기존 에너지원을 완전히 대체합니다. 인류는 오랫동안 다양한 에너지원을 사용해 왔지만, 그 사용 규모가 커짐에 따라 환경에는 돌이킬 수 없는 피해가 발생하고 있습니다. 대기 중으로 많은 양의 이산화탄소가 방출됩니다. 온실 효과를 유발하고 지구 온도 상승에 기여합니다. 사실상 고갈되지 않거나 완전히 재생 가능한 에너지 자원을 꿈꾸며 사람들은 에너지를 얻고, 사용하고, 이후에 전달할 수 있는 유망한 방법을 검색하느라 바쁩니다. 물론, 새로운 비전통적 소스의 환경적 측면과 비용 효율성을 고려합니다.

비전통적인 에너지원과 관련된 희망

비전통적인 에너지원 사용의 타당성은 지속적으로 증가할 것이므로 검색 및 구현 프로세스를 가속화해야 합니다. 이미 오늘날 대부분의 주정부 국가에서는 에너지 소비를 줄이고 이에 막대한 돈을 지출하며 시민의 권리를 감소시키는 프로그램을 시행해야 합니다.

역사는 되돌릴 수 없습니다. 사회 발전 과정은 멈출 수 없습니다. 인간의 삶은 더 이상 에너지 자원 없이는 상상할 수 없습니다. 현대의 표준 에너지 원에 대한 본격적인 대안을 찾지 않으면 사회 생활은 상상할 수 없으며 막 다른 골목에 도달하게됩니다 (참조)

비전통적인 에너지 자원의 도입을 가속화하는 요인:

지구의 천연 자원에 대한 공리주의적이고 과장하지 않고 약탈적인 태도를 기반으로 한 글로벌 환경 위기입니다. 유해한 영향을 미친다는 사실은 잘 알려져 있으며 논란을 일으키지 않습니다. 인류는 점점 커지는 대체 에너지원 문제를 해결하는 데 큰 희망을 걸고 있습니다.
대체 에너지 획득 비용과 최종 비용을 줄이는 경제적 이점.비전통적인 에너지 시설 건설에 대한 투자 회수 기간을 단축합니다. 문명의 이익을 겨냥한 대규모 물질 자원과 인적 자원의 방출 (참조).
삶의 질 저하, 인구 밀도 및 규모 증가로 인한 사회의 사회적 긴장. 경제 및 환경 상황이 지속적으로 악화되면서 다양한 질병이 증가하고 있습니다.
화석 연료 추출의 유한성과 점점 더 복잡해지는 현상.이러한 추세는 필연적으로 로의 가속화된 전환을 요구할 것입니다.
국가가 최초로 대체 에너지를 완벽하게 마스터하게 된 정치적 요인이 세계의 리더가 되었습니다.

비전통적인 자원의 주요 목적을 실현함으로써만 우리는 필요하고 탐욕스럽게 소비되는 에너지로 발전하는 인류를 완전히 포화시킬 수 있습니다.

다양한 형태의 대체에너지원의 응용 및 개발 전망

에너지 수요를 충족시키는 주요 원천은 현재 물, 유기 연료 및 원자핵의 세 가지 유형의 에너지 자원에서 얻습니다(참조). 시간이 지남에 따라 대체 유형으로 전환하는 과정은 느리게 진행되고 있지만, 필요성에 대한 이해를 통해 대부분의 국가에서는 에너지 절약 기술을 개발하고 자체 및 글로벌 개발을 생활에서 보다 적극적으로 구현해야 합니다. 매년 인류는 태양, 바람 및 기타 대체 에너지원으로부터 점점 더 많은 재생 가능 에너지를 받습니다. 대체에너지원이 무엇인지 알아봅시다.

재생에너지의 주요 종류

태양 에너지는 선도적이고 환경 친화적인 에너지원으로 간주됩니다. 오늘날 열역학 및 광전 방법이 개발되어 전기를 생성하는 데 사용됩니다. 나노안테나의 성능 개념과 전망이 확인됐다. 환경 친화적인 에너지의 무한한 원천인 태양은 인류의 필요를 완전히 충족시킬 수 있습니다.

흥미로운 사실!현재, 태양광 전지를 사용하는 태양광 발전소의 투자 회수 기간은 약 4년입니다.

사람들은 오랫동안 풍력 에너지와 풍력 터빈을 성공적으로 사용해 왔습니다. 과학자들은 새로운 풍력 발전소를 개발하고 기존 풍력 발전소를 개선하고 있습니다. 비용을 절감하고 풍력 터빈의 효율성을 높입니다. 이는 해안과 바람이 계속 부는 지역에서 특히 관련이 있습니다. 풍력 발전소는 기단의 운동 에너지를 값싼 전기 에너지로 전환함으로써 이미 개별 국가의 에너지 시스템에 상당한 기여를 하고 있습니다.

지열 에너지원은 무한한 에너지원, 즉 지구의 내부 열을 사용합니다. 프로세스의 본질을 바꾸지 않는 몇 가지 작업 계획이 있습니다. 천연 증기는 가스에서 정화되어 발전기를 회전시키는 터빈에 공급됩니다. 유사한 시설이 전 세계에서 운영되고 있습니다. 지열원은 전기를 공급하고 도시 전체에 난방을 제공하며 거리를 밝힙니다. 그러나 지열에너지의 전력은 거의 활용되지 않고 있으며, 생산기술의 효율성도 낮다.

흥미로운 사실!아이슬란드에서는 전기의 32% 이상이 온천을 이용해 생산됩니다.

조석 및 파도 에너지는 수괴 이동의 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하는 급속히 발전하는 방법입니다. 높은 에너지 전환율로 인해 이 기술은 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 사실, 바다와 바다 해안에서만 사용할 수 있습니다.

바이오매스 분해 과정에서 메탄을 함유한 가스가 방출됩니다. 일단 정화되면 전기, 난방실 및 기타 가정용 요구 사항을 생성하는 데 사용됩니다. 에너지 요구 사항을 완전히 충족하는 소규모 기업이 있습니다.

에너지 관세의 지속적인 증가로 인해 개인 주택 소유자는 대체 에너지원을 사용해야 합니다. 많은 곳에서 원격 가계와 개인 농장에는 필요한 에너지 자원에 대한 이론적 연결 가능성조차 완전히 박탈되어 있습니다.

개인 가정에서 사용되는 비전통적 에너지의 주요 공급원:

태양 에너지로 구동되는 태양 전지 패널 및 다양한 디자인의 열 수집기;
풍력 발전소;
미니 및 마이크로 수력 발전소;
바이오연료를 이용한 재생에너지;
공기, 땅 또는 물의 열을 사용하는 다양한 유형의 히트 펌프.

오늘날 비전통적인 에너지원을 사용하면 에너지 소비 비용을 크게 줄이는 것이 불가능합니다. 그러나 지속적으로 기술이 발전하고 기기 가격이 낮아지면 확실히 소비자 활동이 붐을 일으킬 것입니다.

대체에너지가 제공하는 기회

인류는 에너지 소비율을 유지하지 않고서는 더 이상의 발전을 상상할 수 없습니다. 그러나 이러한 방향으로의 움직임은 환경을 파괴하고 사람들의 삶에 심각한 영향을 미칠 것입니다. 상황을 바로잡을 수 있는 유일한 선택은 비전통적인 에너지원을 사용할 가능성인 것 같습니다. 과학자들은 입증되고 혁신적인 기술을 통해 밝은 전망을 제시하고 기술적 혁신을 달성합니다. 많은 국가의 정부는 이점을 깨닫고 연구에 막대한 투자를 하고 있습니다. 대체 에너지를 개발하고 생산 능력을 비전통적인 에너지원으로 이전합니다. 사회 발전의 이 단계에서 지구를 보존하고 사람들의 복지를 보장하는 것은 대체 에너지원을 집중적으로 사용함으로써만 가능합니다.

다양한 유형의 대체 에너지원의 전 세계적 사용

기술 발전의 잠재력과 정도 외에도 다양한 대체 에너지 사용의 효율성은 에너지원의 강도에 따라 영향을 받습니다. 따라서 국가, 특히 석유 매장량이 없는 국가에서는 비전통적 에너지 자원의 기존 자원을 집중적으로 개발하고 있습니다.

세계 재생에너지 자원 개발 방향:

핀란드, 스웨덴, 캐나다, 노르웨이- 태양광 발전소의 대규모 사용;
일본- 지열 에너지의 효율적인 사용;
미국- 모든 방향에서 대체 에너지원 개발에 있어 상당한 진전이 있습니다.
호주- 비전통적 에너지 개발로 인한 우수한 경제적 효과
아이슬란드- 레이캬비크의 지열 난방;
덴마크- 풍력 에너지 분야의 세계적 리더
중국- 풍력 에너지 네트워크 도입 및 확장, 물과 태양 에너지의 대규모 사용에 대한 성공적인 경험
포르투갈- 태양광 발전소의 효과적인 활용.

많은 선진국들이 기술 경쟁에 참여하여 자국 영토에서 상당한 성공을 거두었습니다. 사실, 대체 에너지의 전 세계 생산량은 오랫동안 약 5%를 유지해 왔으며 물론 우울해 보입니다.

러시아의 비전통적 에너지원 사용은 개발이 제대로 이루어지지 않았으며 많은 국가에 비해 낮은 수준입니다. 현재 상황은 화석 에너지 자원의 풍부함과 가용성으로 설명됩니다. 그러나 이 직위의 낮은 생산성을 이해하고 미래를 내다보는 것은 정부가 이 문제를 점점 더 해결하도록 의무화합니다.

긍정적인 추세가 나타났습니다. 벨고로드(Belgorod) 지역에서는 태양광 패널 어레이가 성공적으로 운영되고 있으며 확장될 예정입니다. 바이오 에너지를 도입하는 작업이 계획되어 있습니다. 다양한 지역에서 풍력발전소가 가동되고 있습니다. 캄차카는 지열 에너지를 성공적으로 사용합니다.

국가의 전체 에너지 균형에서 비전통적 에너지원이 차지하는 비중은 매우 대략적으로 추정되며 약 4%이지만 이론적으로는 무궁무진한 개발 기회가 있습니다.

흥미로운 사실!칼리닌그라드 지역은 러시아 청정 전력 생산의 선두주자가 될 계획입니다.