2.2.4. Краткий анализ прочих нетрадиционных преобразователей энергии
Кроме рассмотренных, существует значительное количество других нетрадиционных преобразователей энергии, которые, как правило, имеют второстепенное значение для крупномасштабной энергетики, но мо-гут быть полезны для локального автономного применения.
1. Малые (и микро-) гидроэлектростанции (МГЭС) - это беспло- тинные гидротурбинные преобразователи мощностью от десятков ватт до единиц мегаватт.
Сегодня энергетический потенциал малых рек, гор- ных ручьев, оросительных каналов (при скорости водотока 0,7-3 м/с) практически не используется, хотя широкое внедрение МГЭС в любом из регионов страны позволило бы обеспечить экономию десятков тысяч тонн топлива, что в целом по стране дало бы ощутимый экономический эффект.В России выпускаются МГЭС разной мощности (например, в г. Сызрани - МГЭС на 1,5 кВт, в г. Санкт-Петербурге — МГЭС на 10— 500 кВт). Необходимо развитие этого направления, расширение ассортимента установок, создание ряда опытных показательных образцов, в том числе в Краснодарском крае,
2. Биогазовые (биотопливные) установки — это устройства для пере- работки различных отходов (бытовых, промышленных, сельскохозяйст- венных) в биогаз - смесь метана (50-80%) и углекислого газа (20-50%) или незначительных примесей других газов, а также жидкое топливо.
При этом решаются сразу как минимум три задачи: 1) получение топлива; 2) обеспечение охраны окружающей среды (ликвидация сва-лок); 3) производство органических удобрений. Разработан ряд биогазовых технологий, позволяющих получать биогаз, в том числе с последующей переработкой его в метанол. Из 1 т биомассы образуется от 250 до 600 м3 биогаза, причем 1 м3 биогаза эквивалентен 0,7-0,8 кг условного топлива (~ 0,6 м природного газа) [17].
В России разработаны и производятся биогазовые установки для переработки отходов животноводства, например, установки Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства (ВНИИЭСХ, г.
Москва). Необходимо создание индустриального производства не только биогазовых, но и мусороперсрабатывающих установок. Сегодня количество твёрдых бытовых отходов (ТБО) в стране оценивается в 80 млрд т, в основном в городах, и эта цифра продолжает расти [17]. Утилизация теплоты при сжигании такого количества ТБО может обеспечить экономию в стране сотен миллионов тонн условного топлива в год.Один из возможных вариантов утилизации тепла сточных (подземных, канализационных) вод - использование его для работы тепло-насосных установок, которые обеспечат экологически чистое отопление в городах.
Таким образом, утилизация отходов не только способствует улучшению экологической ситуации, но и позволяет реализовать достаточно ощутимый энергетический потенциал, до сих пор не используемый в должной мере в стране.
3. Океанские (морские) ЭС. Существует несколько типов таких ЭС: волновые, приливные, а также использующие разность температур или концентраций солей, морские течения, содержащиеся в воде газы и т.д.
а) Приливные ЭС (ПЭС) могут быть рентабельно использованы всего в 5 точках планеты, в том числе на побережье Белого моря в России.
В нашей стране разработано 4 проекта ПЭС. Создание ПЭС позволит обеспечить местные нужды в электроэнергии при её себестоимости 5-9 цент/кВт-ч [17].
б) Волновые ЭС (ВолЭС) используются, как правило, в прибреж- ных зонах. Сегодня в мире существует несколько опытных ВолЭС ма- лой мощности. Однако ВолЭС, хотя и могут решить задачи локального энергоснабжения, обладают рядом недостатков: блокировка морских лагун, заливов; малая плотность использования энергии (в 10 раз меньше, чем у ВЭС). Стоимость электроэнергии ВолЭС - порядка 15 цент/кВт-ч, т.е. как для дизельной ЭС [17]. Следовательно, её при- менение может быть оправдано в ряде прибрежных районов (например, на Тихоокеанском побережье), где применение ВЭС и других альтер- нативных источников энергии может быть нецелесообразно.
в) ЭС, использующие градиенты температур и концентрации солей морской воды, пока находятся только в стадии проектов.
По оценкам специалистов, такие ЭС могут производить электроэнергию по цене 7- 10цент/кВт-ч [17]. Однако создание их представляет пока не решён- ную техническую проблему.4. Водородная энергетика занимает особое место, так как водород считается самым экологически чистым топливом с широкой областью применения. Прежде всего, перспективно применение экологичного водородо-воздушного двигателя для автотранспорта, являющегося сегодня главным загрязнителем атмосферы городов. В России накоплен огромный потенциал научных и проектных разработок, технических решений в этой области. Сегодня электрохимические генераторы ус-пешно работают на космических аппаратах. Исчерпание и подорожание природного топлива, а также обострение экологических проблем неизбежно заставят решать и эту проблему в недалеком будущем. Пока в этом направлении необходимо решение ряда чисто технических проблем.
5. Существует и множество других нетрадиционных преобразователей энергии, нашедших различные сферы применения: а) солнечные - «кухни», опреснители, сушилки, кондиционеры, печи и т.п.; б) ветровые — водонасосные, мельничные и прочие установки; в) электрохимические преобразователи различных перспективных конструкций; г) гравитационные, преобразователи «холодного» термоядерного синтеза и др. Любой НПЭ, если он удовлетворяет критериям, сформулированным в разделе 2.1, найдёт своё место в практике.