Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Экономика предприятия - как повысить эффективность


Журнал   Консультационный центр   Авторы   Сервисы подписчиков   Как оформить подписку   Форум  



ВЕБИНАР "УЧИМСЯ ПОНИМАТЬ БУХГАЛТЕРСКИЙ УЧЕТ

Уважаемые читатели!

Мы рады сообщить Вам, что 15 июля 2010г. на нашем портале стартует серия online-семинаров. Мы уже сообщали Вам, что наш первый вебинар будет посвящен бухгалтерскому учету.

Цели вебинара:
1. Развеять миф о недоступности и исключительной сложности бухгалтерского учета.
2. Понять экономические законы предприятия. Связать учет с экономикой и управлением.
3. Превратить учет из врага в друга.

Для кого предназначен вебинар:
Для широкой аудитории от бухгалтеров до менеджеров высшего звена, директоров и учредителей предприятий.

Предлагаем Вам ознакомиться с подробной программой нашего первого ВЕБИНАРА «Учимся понимать бухгалтерский учет» и записаться на него, воспользовавшись ФОРМОЙ ЗАЯВКИ НА ВЕБИНАР>>

Уважаемые читатели, у Вас есть возможность пройти обучение как в индивидуальном порядке с помощью программы Skype, так и в группе, посетив наш вертуальный класс.

Читать далее>>


Уважаемые читатели!

Мы продолжаем серию рассылок, знакомящих Вас с авторами журнала "Экономика Современного Предприятия".

С удовольствием представляем Вам Локтеву Жанну Владимировну и ее статью "СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА КАК СПОСОБ РЕШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ", опубликованную в последнем номере журнала.

 

Автор: Локтева Жанна Владимировна



Должность Старший научный сотрудник
Организация ГУ ИМЭИ
Краткое описание компании Отдел макроэкономического прогнозирования ГУ ИМЭИ Минэкономразвития России – ведущий отдел организации, напрямую работающий с Министерством экономики и занимающийся прогнозированием ее развития.
Краткая биография В 1990 г. закончила Географический факультет МГУ им. М.В Ломоносова. С 1990-1994 гг. работала в ЦЭНИИ при Госплане РСФСР, в э это же время закончила заочную аспирантуру МГУ. С 1994 по 1998 гг. работала в ГИПЭ Минприроды. В ГУ ИМЭИ работает в отделе макроэкономического прогнозирования с 1999 г. Замужем, имеет дочь.


Экономика отраслей и регионов >>


СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА КАК СПОСОБ РЕШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ

Журнал:
Июль 2010 г.
Автор:
Локтева Жанна Владимировна


Сегодня, когда проблема снижения энергоемкости производства и развития энергосберегающих программ  выдвинута на уровень первоочередных в нашей стране,  работа по расширению использования альтернативных источников энергии актуальна как никогда.   Обычно, когда речь заходит об экономии энергии и уменьшении отходов, люди сразу начинают думать об экологически вредных предприятиях.  В действительности же необходимым является забота об энергосбережении в повседневной жизни, ведь именно из этих мелочей и может сложиться большая польза для всех нас.

 

Солнечная энергетика (фотовольтаика) – одна из наиболее быстрорастущих отраслей мировой индустрии. Среднегодовые темпы роста составляют более 30%.  В странах ЕС уже долгое время осваивается, а с 90-х годов прошлого века активно внедряется солнечная энергетика. 

На своем пути фотовольтаика прошла в этой стране несколько стадий своего развития. Бурный всплеск интереса к решению проблемы энергосбережения за счет использования солнечной энергии и активные действия стали проявляться,  начиная с 2004 года. Прежде всего, было принято решение стимулировать внутренний спрос на фотовольтаику за счет свободной выдачи населению лицензий на производство энергии и созданием всех необходимых условий для повышения экономической целесообразности выработки солнечной электроэнергии, что позволило  сформировать рынок производства солнечных батарей. Так в Германии, несмотря на то, что погода здесь не всегда радует жителей, активно стремятся использовать  солнечную энергию. В качестве примера успешного применения этих технологий можно отметить проект "2000 солнечных крыш" в Германии, где была    разработана новая технология прозрачной теплоизоляции зданий и солнечных коллекторов. В любом небольшом городке или населенном пункте можно увидеть дома, на крыше  или мансарде которых расположены солнечные батареи, и это несмотря на то, что стоимость такой установки не дешева. Но немцы умеют хорошо считать.  В период с 1999 по 2003 гг. стоимость солнечных установок в стране  снизилась почти на четверть и будет снижаться и дальше. В будущем солнечная энергетика должна достичь ценовой конкурентоспособности уже без государственной поддержки и стать важной частью долгосрочного энергоснабжения Германии. Государство создало все условия для желающих приобщиться к развитию солнечной энергетики: разрешило вырабатывать электроэнергию, зафиксировало низкую стоимость средств, направляемых на капитальные затраты, установило привлекательный тариф на покупку электроэнергии, обеспечив тем самым возможность не просто окупать свои вложения, но и получать прибыль в течение нескольких десятков лет. При этом Германия стимулирует оснащение солнечными системами существующих зданий, высвобождая открытые земельные участки для других нужд. Сегодня в стране  преобладают установки, отдающие электроэнергию в общую сеть. Каждый киловатт электроэнергии, полученный благодаря прямому преобразованию солнечного излучения, централизованно покупается энергоснабжающей организацией и оплачивается по фиксированному тарифу.

Ожидается, что цены на солнечную и традиционную электроэнергию сравняются к 2018 году. Но для всех заинтересованных гарантируется первоочередное подключение к сети, а энергоснабжающая организация выступает монополистом на покупку солнечной электроэнергии. Контроль над  сетями электроснабжения и регулированием тарифов осуществляет правительство.

 

Многие страны практикуют энергосберегающие технологии для солнечного дома, применение которого  позволяет снизить энергопотребление в домах на 60%. В США солнечные водонагреватели общей мощностью 1400 МВт установлены в 1,5 млн. домов. В рамках программы развития «50 солнечных поселков в земле Северный Рейн – Вестфалия» в Германии на площади в четыре гектара в Гельзенкирхен-Бисмарке возникло 72 дома рядовой застройки: в северной части фирма из Гельзенкирхена построила 36 монолитных домов с подвалами и двускатными крышами, в южной части заказчик из Ратингена соорудил дома без подвалов с односкатными крышами с конструкцией из деревянных щитов.  Для 72 односемейных выбраны две разные энергетические концепции: 36 домов фирмы «Бау+Грунд» (Bau+Grund) из Гельзенкирхена имеют каждый по 5 кв. м встроенных в крышу солнечных коллекторов и фотоэлектрических элементов, каждый мощностью 1,5 кВт(p). Все дома снабжаются по отдельности. Напротив, 36 домов фирмы «Интербоден ГмбХ и Ко. КГ» (Interboden GmbH & Co. KG) из Ратингена имеют солнечные коллекторы площадью 5 кв. м  в виде элементов затенения над южными окнами. Фотоэлектрические элементы по 1 кВт(p) монтируются также над окнами и, кроме того, устанавливаются на зеленых крышах. Свыше 60 % потребности в горячей воде обеспечивается за счет солнечной энергии и свыше 50 % или свыше 33 % электроэнергии вырабатывается с помощью фотоэлектрических элементов. Стиральные и посудомоечные машины подключены к системе приготовления горячей воды с помощью солнечной энергии; все дома обеспечены газом для приготовления пищи.

Выработка электрического тока и тепла вне общей энергосети должна продемонстрировать, что энергоснабжение из возобновляемых источников (т. е. без привлечения традиционных форм получения энергии) реализуема и осуществима с технической точки зрения.

 

Солнечные электростанции интересны тем, что они могут быть использованы как для решения локальных энергетических задач, так и глобальных проблем энергетики.    Наибольшее  распространение на солнечных электростанциях (СЭС) получили гибридные солнечно-топливные электростанции с параметрами: КПД 13,9%, температура пара 371 градус С, давление пара 100 бар, стоимость вырабатываемой электроэнергии 0,08-0,12 $/кВт.ч. Их суммарная мощность в США 400 МВт при стоимости 3 $/Вт. СЭС работает в пиковом режиме при отпускной цене за 1 кВт. ч электроэнергии в энергосистеме: с 8 до 12 час.-0,066 $. и с 12 до 18 час.- 0,353 $. КПД СЭС может быть увеличен до 23% - среднего КПД системных электростанций, а стоимость электроэнергии снижена за счет комбинированной выработки электрической энергии и тепла.      Основным технологическим достижением этого проекта является создание Германской фирмой Flachglass Solartechnik GMBH технологии производства стеклянного параболоцилиндрического концентратора длиной 100 м с апертурой 5,76 м, оптическим КПД 81% и ресурсом работы 30 лет. При наличии такой технологии зеркал в России целесообразно массовое производство СЭС в южных районах, в Поволжье и на побережье Каспийского и Черного морей.

Одной из наиболее перспективных технологий солнечной энергетики является создание фотоэлектрических станций с солнечными элементами на основе кремния, которые преобразуют прямую и рассеянную составляющие солнечной радиации в электрическую энергию с КПД порядка 12-15%, при этом  лабораторные образцы имеют КПД 23%. Мировое производство солнечных элементов превышает 50 МВт в год и увеличивается ежегодно на 30%. Их стоимость составляет 2,5-3 $/Вт при стоимости электроэнергии 0,25-0,56 $/кВт.ч. Солнечные энергосистемы при значительном удалении от энергосистемы и малой мощности нагрузки могут заменить даже дизельные электрогенераторы.     В США существует несколько экспериментальных фотоэлектрических станций мощностью от 0,3 МВт до 6,5 МВт, работающих на энергосистему. Принципиальным ограничением для снижения стоимости получаемой энергии  является высокая стоимость кремния солнечного качества - 40-100 $/кг. Поэтому создание новых технологий получения кремния, обеспечивающих снижение его стоимости, является задачей номер один в перечне альтернативных технологий в энергетике. Ситуацию с солнечным кремнием можно сравнить с ситуацией с алюминием после его открытия в 1825 году, когда он стоил как серебро и использовался для производства украшений. Только после разработки технологии электролиза в 1886 г. алюминий стал дешевым и доступным материалом.

Содержание кремния в земной коре превышает содержание алюминия и урана.  Солнечный кремний с чистотой 99,99% стоит столько же, сколько уран для АЭС, хотя содержание кремния в земной коре превышает содержание урана во много   раз.

Хлорсилановая технология производства кремния для солнечных электростанций, разработанная около 35 лет назад, практически не изменилась, сохранив все отрицательные черты химических технологий 50-х годов -  высокая энергоемкость, низкий выход кремния, экологическая опасность.

Позднее была разработана технология получения солнечного кремния карботермическим восстановлением особо чистых кварцитов с КПД солнечных элементов 10,8-11,8%. Технология "Симменс" предусматривала использование особо чистых кварцитов. Нашими совместными исследованиями с фирмой "Симменс" показано, что качество российских кварцитов одно из самых высоких в мире, а имеющиеся запасы достаточны для изготовления солнечных фотоэлектрических станций мощностью более 1000 ГВт.
В случае применения этой технологии в широких масштабах стоимость электроэнергии составит 0,10-0,12 $/кВт.ч. В новой технологии химические методы заменены на экологически приемлемые электрофизические методы. Площадь центральной СЭС примерно в 4 раза превышает активную площадь солнечных элементов.
в ряде случаев целесообразно размещать СЭС на крыше сельского дома, коттеджа, фермы – ее  удельная стоимость не зависит от размеров и мощности. Собственник СЭС будет продавать электроэнергию энергосистеме в дневное время и покупать ее у энергетической компании по другому счетчику в ночные часы. Преимуществом такого использования, помимо политики поощрения малых и независимых производителей энергии, является экономия на опорных конструкциях и площади земли, а также совмещение функции крыши и источника энергии.

 

Проблемы суточного и сезонного аккумулирования могут быть решены  с помощью  солнечно-водородной энергетики, широтного расположения солнечных электростанций и новых энергосберегающих систем передачи между ними. Учитывая, что 1 кг кремния в солнечном элементе вырабатывает за 30 лет 300 МВт.ч электроэнергии, легко подсчитать нефтяной эквивалент кремния. Прямой пересчет электроэнергии 300 МВт.ч с учетом теплоты сгорания нефти 43,7 МДж/кг дает 25 т нефти на 1 кг кремния  - 1 кг кремния по вырабатываемой электроэнергии эквивалентен примерно 75 тоннам нефти.     В связи с высокой надежностью срок службы СЭС может быть увеличен до 50 лет и выше. Для этого потребуется исключить из технологии герметизации полимерные материалы. Единственным ограничением может явиться необходимость их замены  более эффективными. КПД  на уровне 25-30% будет достигнут в производстве в ближайшие 10-20 лет. В случае замены солнечных элементов кремний может быть использован повторно и количество циклов его использования не имеет ограничений во времени.

Крупные гелиоэлектростанции особенно эффективны при сильном прямом солнечном излучении – поэтому так важно и дальше развивать эти технологии в южных странах ЕС, т.к. потенциал гелиоэлектростанций многократно превышает мировую потребность в электроэнергии.

Жители Андалузии – автономной области, расположенной на юге Испании, активно используют солнечную энергию – здесь работают солнечные энергоустановки. Высокая солнечная активность дает возможность эксплуатировать гелиотермические электростанции. Станция «Андасоль-1» была запущена в эксплуатацию в ноябре 2008 года. Само ее название означает Андалузское солнце. Ее главной задачей является покрытие пиковой потребности в энергии летом. В современное оборудование было инвестировано около 300 млн. евро. Строительство станции велось с 2006 года. За это время была построена 23-км цепь  параболических рефлекторов, которая  выстроилась на высокогорном плато вблизи Гранады. Мощность в 50 мегаватт позволяет Андасоль-1 производить 180 гигаватт-часов электроэнергии в год. Такое количество электроэнергии можно использовать для годового электропотребления 200 тысяч человек. А ведь в Гранаде солнце светит 2300 часов в год. Выработанная на «Андасоль-1» электроэнергия будет в течение 25 лет оплачиваться в размере 0,27 евро за кВтч-час.

Технология с использованием параболических отражателей, используемая здесь, является единственной достигшей промышленной зрелости технологией для гелиотермических электростанций. По сути это пароэлектростанция, производящая электроэнергию из тепла. Главное ее отличие от традиционных электростанций состоит в том, что энергия  для привода турбин вырабатывается из солнечного тепла. Зеркальные параболические отражатели длиной 400м улавливают солнечные лучи, чтобы затем сфокусировать их на гелиотермических преобразователях или ресиверах.  Основным элементом ресивера является 4-метровая трубка с теплоносителем. Снаружи на нее наносится специальное покрытие, поглощающее солнечное излучение. Для снижения тепловых потерь трубку вставляют с зазором в стеклянную трубочку и плотно (вакуумплотно) изолируют от нее. Ресиверы для станции были поставлены фирмой Schoott Solar. Внутри ресивера масло-теплоноситель нагревается до 350-400 концентрированными солнечными лучами, а затем направляется в теплообменник центрального блока электростанции для производства пара, который приводит в действие турбину, вырабатывающую электроэнергию.

 

Казалось бы, все очень просто, не так ли? Но при этом особенно высокие требования предъявляются к технике.

Ночью доступность солнечной электроэнергии обеспечивает современная аккумуляторная техника. Циркулирующее в системе масло-теплоноситель является накопителем тепла и способно компенсировать короткие фазы облачности, а солевые аккумуляторы гарантируют надежное электроснабжение в течение многих часов. Аккумулятор  данной станции  дает возможность турбинам работать до 7,5 часов после захода солнца.  У электростанции есть  только один недостаток – летом из-за жары станция сама потребляет большое количество энергии, т.к. кондиционеры работают после полудня на полную мощность. 

 

Потребление электроэнергии постоянно растет и поэтому ученые всего мира наряду с технологией параболических рефлекторов занимаются другими технологиями преобразования солнечного излучения в электроэнергию: системой с использованием зеркал Френеля (Fresnel), системами с параболическими концентратами (в форме спутниковой тарелки)  и двигателями Стерлинга (Dish/Sterling-System)  и солнечными башнями.

Технология параболических желобов (отражателей) имеет гораздо больше преимуществ – еще с 80-х гг. она успешно используется в США. В Калифорнии успешно работают 9 гелиоэлектростанций, а опыт их долгой и надежной работы стал основой для разработки  нового поколения компонентов параболических рефлекторов. Это касается антибликового покрытия изолирующей оболочки из боросиликатного стекла – т.к. с одной стороны оно должно выдерживать перепады между холодными ночами и жаркими днями.

Ночью или во время облачности  доступность солнечной энергии обеспечивает современная аккумуляторная техника – солевые аккумуляторы обеспечивают надежное энергоснабжение в течение многих часов.  Так, например, аккумулятор станции в Гранаде вмещает 28 500 т жидкой соли. Этого количества хватает, чтобы обеспечить работу турбин в течение 7,5 часов после захода солнца. Станция Андасоль в Гранаде предназначена для покрытия пиковой потребности в энергии летом. Во время пика производства энергии, когда солнечное излучение и производительность электростанции достигают своего пика, потребление электроэнергии достигает пика – за счет работы кондиционеров.

Всего существует несколько разновидностей преобразования солнечного излучения в электроэнергию:  система с использованием зеркал Френеля, системами с параболическими концентраторами (в форме спутниковой тарелки), двигателями Стерлинга и солнечными башнями.

Сейчас ведутся разработки нового поколения компонентов параболических рефлекторов – в первую очередь работа началась с создания антибликового покрытия изолирующей оболочки из боросиликатного стекла.

 

В больших масштабах использование солнечной энергетики пока невозможно, так как   ее можно получать только в дневное время, а облачность препятствует ее  эффективному использованию, и даже на экваторе интенсивность солнечного излучения будет проигрывать другим источникам получения энергии, получаемым традиционными способами. Конечно, одним из бесспорных положительных характеристик солнечной энергии является ее неисчерпаемость и экологическая безопасность, отрицательным – это то, что в ночное время невозможно получение энергии.

Солнечная тепловая электростанция представляет собой комплекс по преобразованию лучистой энергии Солнца в электроэнергию. Оптимально возводить подобные сооружения в пустынной и полупустынной зоне,  и особенно на участках, малопригодных  для ведения сельского хозяйства и других видов деятельности. Потенциал подобных электростанций довольно высок и может составить достойную конкуренцию другим типам электростанций. Поэтому энергию, накопленную днем необходимо как-то сохранить. Одним из таких способов сохранения являются солнечные пруды.

Что представляют собой солнечные пруды? Солнечные пруды имеют высокую концентрацию соли в придонных слоях воды, концентрация соли возрастает  с глубиной. Солнечный свет падает на поверхность пруда и тепло удерживается в нижних слоях воды благодаря высокой концентрации соли. Вода с высоким содержанием соли  не может подняться из-за своей высокой плотности и остается на дне пруда, нагреваясь постепенно. Горячий слой придонной соли  используется в качестве источника  тепла – электричество вырабатывает турбина с органическим теплоносителем, в то время как средний слой пруда служит как теплоизолятор – препятствуя конвекции и  потерям тепла со дна на поверхность.  Для того, чтобы привести в действие генератор, используется разница температур на дне и на поверхности пруда. Теплоноситель, пропущенный по трубам через нижний слой воды, подается далее в замкнутую систему Рэнкина, в которой вращается турбина для производства электричества. Подобная конструкция  была  испытана на Мертвом море в Израиле – в Бейт Ха`Арава. Израиль на сегодняшний день является лидером в области использования соленых солнечных прудов. Наиболее крупная установка имеет мощность 5 МВт – при этом площадь пруда составляет  20 га. К сожалению, на сегодняшний день она закрыта по экономическим причинам. В США самым крупным является  солнечный пруд площадью 0,3 га в Эль Пасо  в штате Техас, работающий с 1986 г. Температура воды в пруде может достичь и удерживаться на уровне выше 90 градусов по Цельсию в теплоаккумулирующей зоне. Во время пиковой мощности эта установка способна производить более 100 кВтч электроэнергии в час, а объем опресненной питьевой воды составляет более 350000 литров в сутки. А в Майамисбурге  в штате Огайо искусственный соленый солнечный пруд используется для обогрева городского плавательного бассейна.

 

Одной из основных проблем крупномасштабного использования данного вида энергии является  наличие  дешевых и надежных методов концентрации его излучения в сотни раз еще до того, как эта энергия превратится в тепло. На  солнечной тепловой электростанции башенного типа (СТЭС) это достигается с помощью зеркал (гелиостатов), которые отслеживают положение Солнца и фиксируют излучение на поверхности емкости коллектора, где нагревается теплоноситель, как в топке (парогенераторе) ТЭС. Коллектор поднят над поверхностью земли и установлен на башне высотой до 300 м для снижения взаимного затенения гелиостатов. Снаружи поверхность коллектора покрыта специальным селективным покрытием, хорошо поглощающим солнечное излучение и сокращающее собственное излучение коллектора («парниковый» эффект). Запасенное тепло преобразуется в электроэнергию с помощью традиционного паротурбинного цикла.

Стоимость электричества, произведенного тепловыми солнечными электростанциями, зависит от множества факторов -  в первую очередь от капитальных затрат, эксплуатационных затрат и расходов на техническое обслуживание. При этом  стоимость технологии и конечная стоимость выработанной электроэнергии подвержены существенному влиянию внешних факторов, не относящихся непосредственно к данной технологии. Например, параболические концентраторы и башни в виде небольших автономных установок могут стоить весьма дорого. Чтобы снизить их стоимость и сделать конкурентоспособными по отношению к современным электростанциям, работающим на органическом топливе, необходимо постепенно повышать их мощность и строить солнечные энергоцентры, где на одной площадке размещаются несколько энергетических объектов. Вдобавок, поскольку эти технологии замещают традиционные виды топлива, налоговое регулирование может оказать значительное влияние на их конкурентоспособность. Получение электрической  энергии от тепловой солнечной электростанции сейчас уже видится как  успешное и перспективное действие. И это даже несмотря на то, что стоимость ее строительства обходится дороже, чем стоимость традиционной станции.  



Теги:  Солнечная энергетика, Электростанции, Электроэнергия, Энергосберегающие технологии



 



Контакты   Партнеры   Свежий номер журнала  

Copyright (C) 2009 ООО "ФСК"

В избранное