Альтернативная энергетика

Введение

Сейчас, в мире, альтернативная энергетика развивается быстрымитемпами. И в нашей стране есть множество систем по альтернативнойэнергетике (ветровая, солнечная, геотермальная энергия, энергия малых рек,биомассы, окружающей среды1 ), и с помощью современных технологийможно в Ханты-Мансийском округе беспрепятственно осваивать получениеэлектричества с помощью новейших технологий в плане нетрадиционнойэнергетики.В статье анализируется влияние нефтяного комплекса на экосистему Ханты-Мансийский автономный округ – Югра. Несмотря на1 все меры, которыепринимают ученые и экологи, нефтяная промышленность влияет наэкологическое состояние региона очень плохо. Исследования показываютужасные последствия для экологии края. Чтобы избежать катастрофы вприроде, в ХМАО давно уже предлагается использование альтернативныхисточников энергии. А зачастую, для региона больше всего подойдутветряные или солнечные установки. Возможный варианты использованиягибридных растений в нефтедобыче с учетом эффективность их работы натерритории Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, рассматриваютсяи районы для снижения воздействия на окружающую среду. Былообнаружено, что интегрированное использование ветряных и солнечныхустановок обеспечивает адекватный уровень энергии для полногообслуживания трубопроводов. Кроме того, нет необходимо проводить ЛЭП,что приводит к снижению уровня отходов на момент капитальногостроительства нефтяного оборудования. Таким образом, использованиеальтернативных источников энергии может быть перспективным решениемтекущей проблемы, касающейся предотвращение 1 негативного воздействия наокружающую среду492Основная частьСамая страшная мировая проблема – это энергетическая, ведь энергиюмы сейчас получаем почти что всегда из нефти и газа, а они плохо влияют наэкологию и жизнь людей и животных. Исследователи предполагают, что принынешних технологиях нефтедобывающих компаний, залежей нефти хватитпримерно на 42 года, а природного газа – на 61 год. Нефть и газ – этоисчерпаемые богатства природы, а это значит, чтобы не лишиться их совсем,нужно развивать альтернативную энергетику, которая со временем сможетзаменить тепловые и угольные электростанции, а также будет показыватьновизну энергетической промышленности.Больше всего организации, которые занимаются нефтегазовойпромышленностью, охотятся на 12 территории Ханты- Мансийскогоавтономного округа - Югры (ХМАО-Югры). Согласно Докладу Природ-надзора Югры «1 Об экологической ситуации в Ханты- Мансийскомавтономном округе - Югре в 2017 г.51 » за 2017 год было добыто 235,3 млн тнефти, или 43 % общей добычи по стране. Лидирующие места по добычепринадлежат ПАО «НК «Роснефть», ПАО «Сургутнефтегаз» и ПАО«ЛУКОЙЛ».Тем не менее процент вклада Югры в общероссийскую добычу5полезных ископаемых становится все меньше и меньше. Со временем запасынефти и газа в толщах земной коры уменьшаются, и их уже не восстановить,а новые месторождения в работу не вводятся. Только за последнюювосьмилетку упали темпы добычи нефти в Югре на 11,5%Чтобы увеличить добычу природных богатств, в Югре постепеннопоявляются новые месторождения. Но в регионе Западная Сибирь оченьхолодные зимы, огромные пространства, которые еще не заселили люди.Основными техногенными факторами, определяющими трансформациюэкосистем при эксплуатации нефтяных месторождений, считаютсямеханические нарушения растительного и почвенного 35 покровов,1перераспределение стока воды, загрязнение атмосферного воздуха, снежного353покрова, почв, поверхностных и подземных вод, донных отложений,поступление отходов нефтедобычи во все природные компоненты.Нефтегазодобывающая отрасль 35 является источником целого ряда1загрязнителей: нефть и нефтепродукты, сточные и пластовые воды, буровыерастворы и 35 химические реагенты1 . На объектах нефте и газодобывающейпромышленности часто происходят аварийные ситуации и выбросы полезныхископаемых, которые не может остановить человек. Деятельность полезныхбактерий, которые помогают разделиться ядовитым жидкостям, падает.К счастью, организации по добыче природных ресурсов, борятся заэкологию, проводят экологические программы, по статистике, территории,загрязненные отходами, становятся меньше, так же уменьшается смертностьживых существ. Но аварий это избежать пока что не помогает. Аварии есть,но не могут направить силы и деньги, чтобы помочь восстановитьсязагрязненным площадям.При проектировании и строительстве промысловых трубопроводовследует учитывать, что размер площади разлива нефтепродуктов зависит отвремени обнаружения прорыва, а также от места и размеров повреждениятрубопровода. 4 Это связано с тем, что49 количество вытекшего опасноговещества может оказаться значительным даже при относительно небольшихповреждениях трубопровода в случае, если проходит много времени смомента возникновения утечки до момента ее обнаружения. Кроме того,устранение утечки может осложнить применение узлов запорной арматуры сручным управлением при отсутствии транспортных сетей в удаленныхрайонах ХМАО-Югры.Чтобы нейтрализовать ущерб, которые наносят добытчики полезныхископаемых, нужно отыскивать другие энергетические источники, спомощью которых можно будет не трогать недра Земли. В данном вопросенельзя исключать возможность замещения традиционных источниковэнергии альтернативными. Это связано с ежегодно растущими показателямимощности возобновляемых источников, в то время как стоимость их44снижается4 .Альтернативные источники энергии – это природные явления, которыепутем преобразования в специальных установках превращаются в тепловуюили электрическую энергию. К ним относят1 :а. лучи Солнца;б. ветровые потоки;в. энергия воды;г. энергию морских приливов и отливов;д. тепловую энергию горячих источников.К альтернативной энергетике относят также получения тепла впроцессе сжигания возобновляемого топлива - биогаза, биоэтанола,топливных пеллет и др1 .У каждого альтернативного источника есть свои достоинства инедостатки. Можно рассмотреть их подробнее.Солнечная энергетикаСолнечные электростанции и солнечные коллекторы используют энергиюсветового потока, которая естественным путем попадает на фотоэлементы ипревращается в электрическую энергию, или тепловую энергию для нагреважидкости (воды1 ). Самое главное достоинство – никаких опасных выбросов изагрязнения воздуха. Самый главный минус – увы, ночь, вечером, в дождь,снег и другие осадки электростанция ток не вырабатывает. Когда на улицесветит солнце, объем сгенерированной энергии намного больше, чем запросыпотребителей. И поэтому нужны будут аккумулирующие установки длянакопления излишков энергии. И конечно же, стоят они гораздо больше, чемпроизведенные солнечной станцией киловатты.Ветровая энергетикаАльтернативная энергия ветра используется человечеством давно,примером чего является ветряки. Их современный прообраз – ветроваяэнергетическая установка – использует преобразования кинетическойэнергии движущихся воздушных масс в электрическую энергию1 . Чтобы5получить источник ветровой энергии, устанавливают нескольковетрогенераторов и соединяют их воедино.Стоимость энергии, вырабатываемой ветряками, совсем невелика. Ноесть и минусы. Ветряк при работе создает много шума. А также, привращении ветряка, в лопасти попадают птицы, в том числе редкие, которыхзанесли в Красную книгу, их эти лопасти просто перемалывают.ГидроэнергетикаПодвижной водяной поток как альтернативный источник энергиииспользуется в нескольких видах генераторов1 . Какие-то ставят нанебольшуюречку и они работают за счет собственных перепадов этой самой речки,другие помогают преобразовывать в заветные киловатты морские волны, атретьи – работают на энергии прилива, и название у них соотвествующее –приливная электростанция. Волновая электростанция еще не прошлаиспытания, остальные уже давно вырабатывают электричество.Слово в пользу гидростанций – они экологически чисты, никакихвредных выбросов в воздух и погибших в лопастях птиц. Но есть и ложкадегтя – оборудование имеет огромную цену, да и возможность постройкитаких станций территориально невелика.Под биотопливом понимают любой вид топлива, получаемого израстительного сырья, отходов животноводства, органических отходовпромышленности и жизнедеятельности человека1 . Даже дрова, которыми мы свами топим печки – это тоже биотопливо, но, чтобы заново выраститьвырубленные нами леса, нужен не один десяток лет.В промышленном производстве биотоплива как альтернативного видаэнергии используют как специально выращиваемые культуры, так и отходысельскохозяйственного производства.К числу известных на сегодня видов биотоплива относят:а. топливные пеллеты и брикеты;б. биоэтанол, биобензин и биодизель;в. биогаз16Хоть и холоден климат в Югре, но очень много солнечного света,количество солнечных дней больше чем в Москве. Поэтому можно сказать,что неплохим вариантом будет установка в регионе солнечных станций.Ветряки так же можно установить без особых проблем, потому чтоскорость ветра в течение года меняется от 4 до 7 м/с, а это достаточно дляработы ветроустановок. В холодный период года над территорией округапреобладают ветры южных и юго-западных направлений, в теплый период –северных и северо-западных направлений. Максимальная скорость ветраотмечается в конце лета - начале осени, минимальная – в декабре-январе.Однако в любом случае использование ветровой энергии в качествеальтернативной целесообразно и оправданно.В настоящее время альтернативные энергоисточники при добыче нефтив удаленных регионах применяются для обслуживания:а. системы электрообогрева промысловых и магистральныхтрубопроводах;б. площадок электрифицированных узлов запорной арматуры намагистральных трубопроводах;в. станций электрохимической защиты от коррозии;г. систем обнаружения утечек транспортируемой среды;д. станций линейной телемеханики и связи.Энергетическая эффективность при обслуживании представленныхсистем в удаленных регионах при помощи возобновляемых источниковдостигается благодаря небольшой мощности, затрачиваемой для ихэлектропитания. Использование ветряных и солнечных электростанций дляработы энергоемких потребителей, например, электродвигателей насосныхустановок, экономически неэффективно, так как стоимость строительства иобслуживания мощных гибридных электростанций (1 МВт и более)существенно выше, чем стоимость традиционных систем электроснабжения.С целью успешного безаварийного функционирования указанных систембыли проведены расчеты, по результатам которых на обслуживание17электрифицированных узлов запорной арматуры, шкафа телемеханики,оборудования связи, освещения и обеспечения катодной электрохимзащитына каждом участке запорной арматуры нефтесборного трубопроводатребуются 12 солнечных модулей и 1 ветрогенератор мощностью 1 кВт. Прирасчете экономической эффективности установки рассматривались каккапитальные вложения, так и операционные затраты (см. таблицу 1).Таблица 1 – Статьи затрат1Расчет экономического эффекта с учетом тарифа на электроэнергию впредполагаемом районе строительства показал, что при капитальномстроительстве трубопровода длиной 50 км затраты на сооружение гибриднойустановки составляют 235 млн руб., на электроснабжение при помощи линийэлектропередачи (ЛЭП) с учетом тарифов на электроэнергию 2,87 руб/(кВт-ч)– 284 млн руб., т.е. с экономической точки зрения предлагаемый способэлектроснабжения позволит сэкономить более 20 % стоимости строительстваЛЭП. Кроме полученной разовой прибыли при строительстве гибриднойустановки, будут существенно сокращены эксплуатационные затраты наобслуживание ЛЭП и обеспечена надежная защита трубопроводов откоррозии, это опасное явление легко может вывести дорогое опасноеоборудование из строя.48Таким образом, при капитальном строительстве удаленных объектов –потребителей малой мощности замена традиционных источников энергии наальтернативные ветряные и солнечные установки является эффективнымрешением по оптимизации электроснабжения линейных потребителейтрубопроводного транспорта. Кроме того, предполагается снижениевоздействия на почву и количества образующихся отходов, так как исчезаетнеобходимость протягивания ЛЭП, что уменьшает площадь изъятых подстроительство территорий и, как следствие, количество лома, отходовлакокрасочных средств и проводов. В зависимости от расположенияпроектируемых объектов может быть уменьшен ущерб, нанесенный воднымобъектам и лесным экосистемам4 .

Заключение

Чтобы решить все эколого-энергетические проблемы, необходимоприменять нетрадиционную энергетику.Постепенно стоит уходить от использования нефти и газа, потому что залежиих не вечны, и когда-нибудь человечество столкнется с лишением самого себяэнергетических ресурсов. А без них наша с вами счастливая и теплая жизньпросто невозможна.Сегодня особое внимание следует уделить использованию природнойэнергии солнца, приливов, ветра и других явлений, которые специалистыназывают возобновляемыми ресурсами45 . Стоит или не стоит строить ту илииную электроустановку, использующую альтернативные источники энергии –решается при анализе климата и многих других факторов. Нетрадиционнаяэнергетика – это неисчерпаемый ресурс. Например дуновение ветра илисолнечное излучение не прекратится никогда, может быть только черезнесколько миллиардов лет. Но будет ли тогда существовать человечество?Одним из основных и самых развивающихся направлений в ХМАОнаправлений использования альтернативных источников следует считатьсолнечные электростанции солнечную энергетику, которая основана на1солнечной энергии. Сегодня все чаще можно встретить в загородных домахсолнечные батареи и коллекторы, при помощи которых происходитобеспечение объекта бесплатным электричеством и горячимводоснабжением1 .2