CC BY
115ISSN 2311-8725 (Online) ISSN 2073-039X (Print)
Комплексный экономико-социально-экологический анализ ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ «ЗЕЛЕНОЙ» ЭКОНОМИКИ В ТУРКМЕНИСТАНЕ Ахмет Мырадович ПЕНДЖИЕВ
доктор сельскохозяйственных наук, доцент кафедры основ вычислительной техники и биомеханики, Туркменский государственный архитектурно-строительный институт, Ашхабад, Туркменистан ampenjiev@ramЫer. ги
Аннотация
Предмет. Рассматриваются перспективы «зеленой» экономики в Туркменистане, возможности использования местных возобновляемых источников.
Задачи. Для принятия решений о возможности и целесообразности строительства энергетических объектов на конкретной площади необходимо провести комплекс научно-исследовательских работ (в том числе проведение измерений ресурсных параметров), позволяющий оценить экономический и экологический эффекты от внедрения в энергетический баланс новых объектов, возможность смягчения антропогенных нагрузок.
Методология. В настоящей работе с помощью математического моделирования и экономических методов проанализированы различные аспекты инвестиционной деятельности в регионах, определены наиболее энергоэффективные системы возобновляемых источников энергии в управлении инвестиционной деятельностью на уровне регионов, проведены их приоритеты в экологическом бизнесе.
Результаты. Приведены потенциальные ресурсы возобновляемых источников энергии, технические требования к обслуживанию возобновляемых энергоустановок для решения задач «зеленой» экономики.
Выводы и значимость. На основании расчетов солнечно-энергетических ресурсов с учетом интенсивности солнечного излучения, географических, климатических и погодных условий получены энергетические потенциалы, которые позволят составить технико-экономические обоснования при строительстве солнечно-энергетических станций.
© Издательский дом ФИНАНСЫ и КРЕДИТ, 2015
История статьи:
Принята 20.03.2015 Принята в доработанном виде 27.04.2015 Одобрена 04.06.2015
УДК 336.717; 621.383+621.548+6 62.63+631.95
Ключевые слова:
возобновляемые источники энергии, «зеленая» экономика, экология, потенциал, Туркменистан
Введение
Стратегическая задача, поставленная Президентом Туркменистана Гурбангулы Бердымухамедовым перед учеными и государственными органами, заключается в том, чтобы определить пути более эффективного использования природных энергетических ресурсов - важнейшего национального достояния страны, предназначенного для существенного повышения социально ориентированного внутреннего валового продукта и качества жизни населения при снижении удельных энергетических и, следовательно, материальных затрат.
Проблема внедрения нетрадиционных возобновляемых источников энергии является одной из наиболее актуальных и перспективных для народного хозяйства Туркменистана. Ее решение позволит повысить эффективность использования топливно-энергетических и материальных ресурсов при производстве широкого спектра промышленной
и сельскохозяйственной продукции, снизить энергопотребление органического топлива и смягчить антропогенные нагрузки на окружающую среду. В этом и заключаются в основном задачи «зеленой» экономики.
Например, использование малых гидроэлектростанций обусловлено многолетним отечественным и зарубежным опытом. Однако для дальнейшего обоснования перспектив развития малой гидроэнергетики в Туркменистане требуется разработка новых методик по оценке основных категорий ее энергетического потенциала, базирующихся на использовании любых, в том числе и нетрадиционных, источников. К ним можно отнести естественные открытые водотоки и водохранилища; искусственные водохозяйственные системы различного назначения, включающие водохранилища, ирригационные каналы; промышленные объекты, использующие в технологическом цикле относительно большие объемы воды (крупные ТЭЦ и ГРЭС, работающие
на прямоточной системе водоснабжения, системы коммунально-бытового водоснабжения и т.д.).
При этом предполагается, что энергетический потенциал малой гидроэнергетики (МГЭ) может быть использован как с помощью традиционных плотинных, деривационных и смешанных схем создания напора малых ГЭС (МГЭС), так и нетрадиционных технических решений. Например, с помощью бесплотинных или свободнопоточных (поверхностных и погружных) МГЭС, использующих в основном кинетическую энергию водного потока.
Использование местных возобновляемых энергоресурсов в «зеленой» экономике
Местными называют энергоресурсы, которые находятся в зоне размещения объектов и не относятся к фондам централизованного распределения. Это в основном гидроэнергия малых рек, не осваиваемых «большой» энергетикой, солнечная радиация, биоэнергоресурсы и энергия ветра. Эти ресурсы возобновляемы и являются одними из важнейших средств «зеленой» экономии ископаемого топлива.
Энергетический потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на территории Туркменистана, выраженный в тоннах условного топлива (т.у.т.), составляет:
- энергии Солнца - 4' 1015 кДж, или 1,4' 109 т.у.т. в год;
- энергии ветра - 640' 109 кВт' ч в год;
- энергии термальных вод - 17,5 млн Гкал в год, или 2,5 млн т.у.т. в год.
Гидроэнергоресурсы находятся преимущественно в горных районах. Возможность их использования в сельском хозяйстве зависит от плотности размещения водотоков, величины их энергетической мощности и условий освоения.
Горные районы преимущественно (на 98,8%) насыщены реками, имеющими протяженность до 25 км. При плотности размещения таких рек, достигающей 0,501 км на 1 км2, практически каждый объект находится в зоне гидроэнергоресурсов. Реки протяженностью до 25 км в основном имеют потенциальную мощность до 0,25 млрд кВт' ч в год. Энергия таких рек трудно осваиваема и обычно не рентабельна для «большой» энергетики. Поэтому она имеет местное значение и относится к местным энергоресурсам.
Частные модульные коэффициенты, отражающие изменения среднедекадных расходов относительно
среднегодовых, достигают от 0,2 до 3,6. Такие значительные колебания дебитов водотоков в различные периоды года существенно отражаются на возможности освоения энергии малых рек (табл. 1).
В летнее время можно использовать для производства электроэнергии 90% водотоков (с дебитом выше 0,01 м3/с). Имея в виду, что они в основном расположены на высоте более 1 км, где 46% объектов находится в непосредственной близости от водотоков, напрашивается вывод о возможности использования гидроэнергии примерно для 42,5% кочевых объектов. В зимнее время, когда преимущественно работают стационарные объекты, можно использовать энергию только 8% рек с дебитом свыше 0,1 м3/с. В непосредственной близости от водотоков находится только 51% объектов. Следовательно, только 4% стационарных потребителей энергии можно обеспечить гидроэнергией без строительства сетей. Остальные же объекты могут использовать местные ресурсы гидроэнергии только при сооружении линий электропередачи от мест размещения малых ГЭС до потребителей.
В освоении гидроэнергоресурсов имеется ряд трудностей: насыщенность водотоков твердыми осадками, возможность льдообразования и селевых потоков на реках. Насыщенность стока рек твердыми осадками приводит к засорению водоводов, износу лопаток турбин и снижению работоспособности ГЭС. Наблюдения за наносами, осуществляемые гидрометеопостами, показали, что мутность не превышает 0,3 кг/м3 только для 50% рек. Для 30% водотоков она колеблется от 0,3 до 1 кг/м3 расхода воды, а для 20% - от 1 до 4 кг/м3. Основное воздействие на мутность рек оказывает способ их питания. Реки с преобладанием снегодождевого питания имеют большую мутность, чем реки с преобладанием высокогорного ледово-снегового питания. Это объясняется тем, что снегодождевые паводки сопровождаются интенсивной склоновой эрозией.
Таблица 1
Дебиты малых горных рек Туркменистана
^ _ Число водотоков к общему
Дебит водотока, „.
3 количеству в период года, %
летнии зимний
До 0,01 10 73
От 0,01 до 0,05 32 11
От 0,05 до 0,1 24 8
От 0, 1 до 1,0 18 5
Более 1,0 16 3
Для многих объектов характерен высокий уровень солнечной радиации. Годовая ее величина в зависимости от места размещения объекта составляет от 1 200 до 2 100 кВт' ч/м2. Интенсивность солнечной радиации зависит как от ясности погоды, так и от географической широты местности, времени суток и года (табл. 2).
Поступление солнечной радиации в отдельные сезоны крайне неравномерно. Оно особенно велико в летний период. В зимние месяцы уровень солнечной радиации значительно снижается (примерно в 2,5 раза). В то же время потребность в энергии сельскохозяйственных объектов особенно велика в зимний период.
Одна из специфических особенностей поступления солнечной радиации - ее крайняя суточная неравномерность (табл. 2). Днем ее мощность достигает 800 Вт/м2 в час, в то время как ночью она равна нулю. Поэтому для энергообеспечения объектов в необходимое для них время солнечные энергетические установки должны иметь или аккумулирующую способность, или другие резервные источники энергии.
Другая особенность поступления солнечной радиации - наличие пасмурных дней в основном в зимний период, когда больше всего требуется солнечной энергии. Это существенно снижает эффективность солнечных энергоустановок и требует дополнительного применения специальных доводчиков теплоты, основанных на использовании ископаемых видов топлива.
Учитывая особенности поступления солнечной радиации и ее низкую плотность, можно сделать вывод, что конструкции энергоустановок солнечной энергии должны иметь значительные площадки, обладать аккумулирующей способностью и требовать сравнительно невысоких удельных капиталовложений. Только в этом случае солнечные энергоустановки могут быть эффективными.
В последнее время объектом пристального изучения стала биомасса. Под этим термином понимается все то, что возникает благодаря деятельности биосферы, - разнообразные продукты растительного, микробиологического или животного происхождения. При помощи специальных технологических процессов стали возможны успешная переработка биомассы и одновременное получение важных видов жидкого топлива -этилового, бутилового спиртов и органических кислот, а также газообразного топлива - водорода и метана.
Как продукт фотосинтеза биомасса представляет собой своеобразный аккумулятор солнечной энергии, накапливающейся в растениях и далее во всем живом мире. Особенность ее - в постоянном образовании. Ежегодно в биомассе запасается в 10 раз больше энергии, чем потребляется в мире.
Из биоэнергоресурсов особый интерес представляет производство метана. Метановое брожение - распад под действием специфических микроорганизмов в отсутствие кислорода - обеспечивает получение метана и углекислого газа. Процесс протекает в закрытых резервуарах (метантенках) объемом от сотен до нескольких тысяч кубометров при различных температурах. Максимальная мощность резервуара объемом 1 тыс. м3 равна 3,5-5 млн м3 метана, или 5-7 тыс. т.у.т. в год.
Многообещающим сырьем для получения метана являются отходы животноводства. В нашей стране ежегодно образуется примерно до 1 млн м3 отходов животноводства (главным образом навоза) с содержанием около 250 тыс. т органического вещества. Поскольку их полная переработка пока не налажена, то теряются не только биологически ценные продукты, но и 50-60 млн м3 метана ежегодно.
Кроме газа сельское хозяйство из 250 тыс. т отходов животноводства может получить и направить на
Таблица 2
Интенсивность поступления прямой солнечной радиации на географической широте 40°
Интенсивность, Вт/м2
Месяц суточная часовая (время суток)
12 11; 13 10; 14 9; 15 8; 16 7; 17 6; 18
Январь, декабрь 2 860 710 670 630 540 310 - -
Февраль, ноябрь 3 245 750 740 690 605 460 - -
Март, октябрь 3 920 780 770 730 670 650 320 -
Апрель, сентябрь 4 411 800 790 765 730 640 546 170
Май, август 4 640 800 790 765 730 670 545 340
Июнь, июль 4 760 785 780 770 730 670 585 440
поля 2,5 тыс. т окиси фосфора, 1 тыс. т окиси калия. Это означает, что капитальные вложения в строительство метаногенерирующих заводов окупятся в короткий срок - в течение двух лет.
Другим крупным источником сырья для получения газообразного и жидкого (например, этилового спирта) топлива могут стать отходы зерноводства - солома, значительная часть которой до настоящего времени не используется. Есть вероятность получения из 100 тыс. т соломы 10 тыс. т жидкого топлива (этанола) и до 10-15 млн т метана. Одновременно полеводству будет возвращено значительное количество азота, окисей фосфора и калия.
Ценным сырьем для получения жидкого и газообразного топлива становятся, судя по последним исследованиям ученых, отходы хлопководства. Это будет иметь большое значение для среднеазиатских стран. Там ежегодно образуется до 8-10 млн т сухих отходов хлопководства, из которых можно получить 500-800 т этилового спирта и до 1 млн м3 метана. Можно также использовать отходы мясомолочной и пищевой промышленности. Исследованиями установлено, что при переработке жидких отходов методом метанового брожения можно получить высокий экономический эффект.
В стране значительный ветроэнергопотенциал. Он составляет около 2 400 млн кВт' ч, что намного превышает общую потребность сельского хозяйства в энергии.
По интенсивности ветра территория СНГ разделена на три зоны.
Первая - это районы сильных ветров со среднегодовой скоростью 6 м/с и более (Прикаспийские районы, остров Сахалин и ряд областей, прилегающих к Северному Ледовитому океану).
Вторая - районы средней интенсивности ветра (со среднегодовой скоростью от 3,5 до 6 м/с). В эту зону входят районы европейской части СНГ, Закавказье и равнинная территория Казахстана.
Третья - районы слабой интенсивности ветра (со среднегодовой скоростью до 3,5 м/с). Это горные районы Средней Азии, Казахстана и Сибири.
Распределение ветровой энергии в зонах крайне неравномерное. Например, в зоне Балканского велаята (области) имеются районы на побережье Каспийского моря, где преобладают сильные ветры (скорость достигает от 5 до 10 м/с).
Таким образом, срок окупаемости и экономический эффект использования ветроэлектрической
установки в общем случае определяются включением коэффициента регионального экологического фактора.
При использовании энергии ветра следует учитывать низкую плотность воздушного потока, что вызывает необходимость изготавливать ветровые колеса значительных диаметров для сравнительно небольших мощностей энергетических установок; неравномерность скорости ветра, из-за чего применяются специальные регулирующие устройства; наличие штилевых периодов, требующих использования резервных источников энергообеспечения; изменения направления ветра. С учетом этих особенностей созданы эффективные конструкции ветроэнергетических агрегатов для первой и второй зон интенсивности ветра.
При наличии местных энергоресурсов можно в значительной степени заменить и даже исключить применение централизованных фондов ископаемого топлива. Естественно, что такая замена должна быть в каждом случае экономически обоснована.
Установки по использованию местных энергоресурсов
Из энергоустановок по использованию энергоресурсов в хозяйстве применяют микроГЭС, ветродвигатели, биогазовые и солнечные нагревательные устройства. Конструкции таких устройств сравнительно просты и они могут быть изготовлены в мастерских местных хозяйств. Технические требования к энергоустановкам по использованию местных энергоресурсов формируются для обеспечения заданных функций энергоприемников при экономической целесообразности применения установок. Основные показатели, которые должны обеспечивать установки, - вид преобразования энергии, номинальная энергетическая мощность, напряжение, род и частота тока, режим и надежность работы, условия эксплуатации и экономичность.
Энергоустановки по использованию местных энергоресурсов могут работать автономно или совместно с энергосистемой. Применительно к этим показателям сформированы целесообразные для сельского хозяйства основные схемы преобразования энергии, мощность энергоустановок, параметры электрического тока, условия эксплуатации и экономические требования.
Под схемой преобразования энергии понимается совокупность элементов и целей связи для передачи энергии от энергоресурса до потребителя энергии, а
применительно к сельскому хозяйству - от местных энергоресурсов до технологических процессов.
Сельское хозяйство имеет такие местные энергоресурсы, как гидроэнергию, солнечную радиацию, биомассу и энергию ветра. Для выполнения технологических процессов энергию этих ресурсов следует преобразовать в электрическую, световую, кинетическую и тепловую. При этом могут быть использованы соответствующие промежуточные энергоносители (табл. 3).
В частности, для использования гидроэнергии малых рек целесообразно применять малые ГЭС и микроГЭС, а также силовые водоподъемные установки. К малым электростанциям отнесены ГЭС мощностью от 50 до 30 000 кВт, а к микроГЭС -до 50 кВт. Получаемую на ГЭС электроэнергию (как универсальный вид энергии) можно применять во всех технологических процессах сельского хозяйства. Силовыми установками, использующими гидроэнергию, являются гидротараны, насосные станции, мельницы и другие устройства по преобразованию гидравлической энергии в механическую.
В использовании солнечной радиации определились два направления преобразования энергии. Первое связано с преобразованием солнечного излучения в тепловую энергию для отопления зданий, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения, сушки сельскохозяйственных продуктов, опреснения воды и т.п. Второе направление - это преобразование солнечной энергии в электрическую.
Биомасса - это продукты растительного, микробиологического и животного происхождения.
Перерабатывая биомассу при помощи специальных технологических процессов, получают важные виды жидкого и газообразного топлива. Их можно эффективно использовать в двигателях внутреннего сгорания, тепловых установках и приборах освещения.
Все ветроэнергетические установки делятся на два класса: ветромеханические и ветроэлектрические. Ветромеханические двигатели находят широкое применение в устройствах по подъему воды в засушливых районах, на пастбищах, при осушении заболоченных мест. Ветроэлектрические установки используют для производства электроэнергии, зарядки аккумуляторных батарей, расслоения почвы и других технологических процессов.
Для практического использования местных энергоресурсов следует установить имеющиеся их виды в хозяйстве, способы передачи энергии до потребителя и конкретные экономичные энергоприемники.
На целе сообразность использования энергии ме стных ресурсов основное влияние оказывают выбранные параметры конструкций энергоустановок. Поэтому в первую очередь следует определить их оптимальную величину. Основной параметр энергоустановок -их мощность, а для электростанций, кроме того, напряжение, род и частота электрического тока.
При выборе мощности электростанции надо исходить из величины имеющихся энергоресурсов, экономически оправданной части их использования и расчетной мощности принятого набора электроприемников. При этом следует учитывать, что при наличии в этом наборе электродвигателей в момент их пуска напряжение сети не должно
Таблица 3
Преобразование возобновляемых энергоресурсов
Энергоресурс Промежуточный энергоноситель Возможный энергопотребляющий процесс
силовой тепловой ЭТ освещение
Гидроэнергия Электроэнергия + + + +
Вода с запасом потенциальной энергии + - - -
Солнечная Электроэнергия + + + +
радиация Пар + + - -
Горячая вода - + - -
Биомасса Газообразное топливо + + - +
Жидкое топливо + + - +
Твердое топливо - + - +
Ветер Электроэнергия + + + +
Воздух с запасом кинетической энергии + - - -
Примечание. ЭТ - электротехнологический.
снижаться менее 0,85 его номинальной величины. В противном случае произойдет самоотключение пусковой, релейной и защитной аппаратуры, работа которой рассчитана на напряжение не ниже указанного уровня. Следует также учитывать конструктивное исполнение электростанции. Например, на ГЭС при установке активной турбины число ее оборотов, следовательно, и напряжение снижаются на 15% только от 50%-ной перегрузки, а при реактивной — от 10%-ной. Это значит, что для пуска сравнительно крупных электродвигателей ГЭС с активной турбиной могут не иметь дополнительной мощности, а для ГЭС с реактивной турбиной эта мощность необходима. Аналогичное положение и с генераторами. Асинхронные генераторы не выдерживают перегрузки без снижения напряжения, а синхронные - выдерживают.
Исходя из этих особенностей конструкции, возможных уровней электрификации объектов, типа и назначения электроприемников для сельского хозяйства, рекомендуются девять ступеней мощности электростанций собственного изготовления:
- первая (мощность 250 Вт) рассчитана только на электрическое освещение жилого помещения (юрты или палатки) и стоянки животных в кочевой период работы сельскохозяйственных объектов;
- вторая (600 Вт) служит для этих же объектов, дополнительно может быть подключена электроплита мощностью 350-600 Вт;
- третья (1,5 кВт) необходима для потребителей, использующих электроэнергию для освещения, бытовых электроприемников (холодильников, стиральных машин, пылесосов, телевизоров и т.п.) и приготовления пищи небольшим бригадам. Излишки электроэнергии идут для отопления жилых помещений. Такая станция может быть применена как на стационарном объекте, так и на пастбищах в кочевой период работы. Во втором случае необходимо соблюдать дополнительное условие техники безопасности - масса неразборного узла не должна превышать 50 кг;
- четвертая (2,8 кВт) обеспечивает те же электроприемники, что и третья ступень. Дополнительная мощность обусловлена большей потребностью в электроэнергии для отопления в зимний период года или для бригад большей численности;
- пятая (12 кВт) рассчитана на полное удовлетворение потребности небольшого стационарного объекта в
электроэнергии для отопления жилых помещений, приготовления пищи рабочим, электрического освещения объекта, а также для полива, водоснабжения ферм, активного вентилирования сена, переработки и раздачи кормов, подогрева питьевой воды для животных. Следует учитывать, что при использовании электродвигателей их мощность не должна превышать 6 кВт при активной турбине или синхронном генераторе и 3 кВт при реактивной турбине или асинхронном генераторе;
- шестая (40 кВт) обеспечивает электроприемники пятой ступени с дополнительным применением устройств по созданию микроклимата для молодняка животных. Допускаемая мощность электродвигателей соответственно увеличивается до 20 и 10 кВт. Электроприемники работают по заданному графику;
- седьмая (70 кВт) рассчитана на все электроприемники, необходимые для технологических процессов сельского хозяйства. Они работ ают по свобод ном у графику. Их мощность неограниченна. К такой ГЭС могут быть подключены несколько объектов. При этом электроприемники должны работать по заданному графику;
- восьмая (100 кВт) применяется для подключения нескольких сельскохозяйственных объектов или для параллельной работы с энергосистемой;
- девятая (до 400 кВт) обеспечивает работу тех же объектов, что и восьмая ступень. Напряжение сети - до 0,4 кВ. Разрабатывается индивидуально для каждого конкретного объекта.
Станции мощностью более 400 кВт конструктивно сложны, требуют постоянного пребывания специального обслуживающего персонала и силами сельских хозяйств не изготавливаются. Такие станции разрабатывают, изготавливают и эксплуатируют межхозяйствепные организации.
Основные технические данные электростанций, рекомендуемых для сельского хозяйства, представлены в табл. 4.
При конструировании энергоустановок следует учитывать требования технического обслуживания энергоустановок и характеристику окружающей среды. Главная задача рабочего персонала сельскохозяйственных объектов - обеспечить работу оборудования основного производства. В обязанности персонала не входит обслуживание энергоустановок. Привлечение же дополнительных
Таблица 4
Основные технические данные электростанций, рекомендуемых для сельского хозяйства
Ступень мощности Мощность, кВт Напряжение, В Частота тока, Гц Продолжительность безаварийной работы, ч
I 0,25 36; 220 Не регламентирована 3 000
II 0,6 36; 220 Не регламентирована 3 000
III 1,5 380/220 50 4 000
IV 2,8 380/220 50 4 000
V 12,0 380/220 50 5 000
VI 40,0 380/220 50 6 000
VII 70,0 380/220 50 6 000
VIII 100,0 380/220 50 6 000
IX До 400,0 380/220 50 6 000
рабочих специально для этих работ приведет к снижению производительности труда в сельском хозяйстве. Поэтому на сельскохозяйственных объектах могут быть применены только те установки, которые не требуют постоянного ухода, ремонта, наблюдения и гарантируют необходимую надежность электроснабжения в течение всего сезона эксплуатации. Ввиду отсутствия на сельскохозяйственных объектах специализированного персонала по обслуживанию энергоустановок управление их работой должно быть несложным, требующим всего нескольких минут на включение и отключение. Регулирование параметров электрического тока (напряжение и частоту при изменениях нагрузки) должно быть автоматическое. Энергоустановки по использованию местных энергоресурсов должны иметь вторую или третью степени автоматизации. Согласно действующим нормативам вторая степень автоматизации обеспечивает автоматические пуск, работу, остановку энергоустановки и допускает необслуживаемую ее работу не менее 16 ч. Третья степень автоматизации гарантирует необслуживаемую работу агрегата не менее 150 ч.
Энергоустановки, предназначенные для применения на кочевых объектах, должны быть выполнены в передвижном исполнении, а для стационарных - рассчитаны на возможность их замены после выработанного безаварийного моторесурса.
Эксплуатация установок предусматривается преимущественно на открытом воздухе и в горной местности. Поэтому их конструкции рассчитывают для работы на высоте до 4 000 м над уровнем моря при относительной влажности до 98% и температуре окружающей среды от -40 до +40°С.
На поперечное сечение водоводов ГЭС оказывает существенное влияние льдообразование. Лед, намерзая на стенки водоводов, снижает расход воды и
мощность станций. Наблюдения гидрометеорологов за льдообразованием показали, что в высокогорных районах максимальная толщина льда достигает 100-120 мм, в среднем же - от 15 до 67 мм. Льдообразование, как правило, начинается в ноябре - декабре и заканчивается в феврале - апреле.
В горных районах, где реки протекают преимущественно в каменистом русле и обладают большими скоростями течения, имеются благоприятные условия для развития шуги. Она образуется из донного и берегового льда, который намерзает в холодное ночное время, а с наступлением дня подтаивает, отрывается потоками и движется по руслу. Скапливаясь в водной толще или на поверхности реки, она забивает водоприемные устройства, водоводы, гидроагрегаты и приводит к снижению работоспособности небольших ГЭС в зимний период. Однако шуга и донный лед не образуются в реках, скорость течения которых превышает 1-2,5 м/с.
Сооружение и эксплуатацию небольших ГЭС затрудняет возможность образования селевых потоков. Расход воды в селевых потоках возрастает в десятки раз и может разрушить водозаборные устройства ГЭС. Это должно быть учтено при сооружении малых гидростанций.
При использовании биоэнергоресурсов следует учитывать необходимость четкого регулирования параметров технологического процесса, заключающегося в выдерживании оптимальных температур сбраживаемой массы, ее влажности и давления.
При использовании энергии ветра принимают во внимание неравномерность скорости воздушных потоков и малую плотность воздуха.
В энергоустановках, применяемых в кочевых условиях работы, масса отдельных транспортируемых узлов не должна превышать 50 кг.
Наряду с техническими и эксплуатационными требованиями для энергоустановок по использованию местных энергоресурсов определяют и «зеленые» экономические требования. По предварительным расчетам, при годовой выработке электроэнергии малой ГЭС в 20 тыс. кВт' эквивалентный расход топлива равен - 8,1 т/год; ожидаемое сокращение по выбросам вредных веществ в атмосферу при использовании гидростанции в 10 кВт составит: 802 - 165,3 кг в год; СО - 11,9 кг; N0^ - 90,1 кг; СН4 - 24,7 кг; С02 - 12 772,3 кг; твердых веществ -16,83 кг в год.
Заключение
Особенностью современного состояния научно-технических разработок и практического использования ВИЭ является пока еще более высокая стоимость получаемой энергии (тепловой и электрической) по сравнению с энергией, получаемой на крупных традиционных электростанциях. Тем не менее в Туркменистане имеются обширные районы, где по экономическим, экологическим и социальным условиям целесообразно развитие именно возобновляемой энергетики.
Существующие методы оценки потенциала ресурсов ВИЭ позволяют получать точечные результаты либо на основе данных для исследуемой площадки, либо на основе усредненных данных для какой-либо территории (города, района, республики или страны
в целом). Результаты таких расчетов отражены в многочисленных справочниках. Они дают общую оценку наличия ресурсного потенциала ВИЭ. Такая оценка важна с точки зрения определения энергетических перспектив региона и дает ответ на вопрос: есть ли смысл развивать тот или иной сектор нетрадиционной энергетики? Однако ответа на вопрос, где конкретно следует разместить энергетические установки для достижения максимального экономического и экологического эффекта, из справочников получить невозможно.
Для принятия решений о возможности и целесообразности строительства энергетических объектов на конкретной площади необходимо провести комплекс научно-исследовательских работ (в том числе проведение измерений ресурсных параметров), позволяющий оценить экономический и экологический эффекты от внедрения в энергетический баланс новых объектов. Покрыть всю территорию рассматриваемого региона такими работами с определенным шагом не представляется возможным. Поэтому важнейшая роль инструмента геоинформационного моделирования в развитии возобновляемой энергетики видится в том, чтобы с его помощью оконтурить перспективные районы, которые могут быть приняты к подробному исследованию на предмет строительства энергетических объектов.
Список литературы
1. Бердымухамедов Г.М. Государственное регулирование социально-экономического развития Туркменистана. Т. 1. Ашхабад: Туркменская государственная издательская служба, 2010, 468 с.
2. Захаров А.А. Применение тепла в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1974. 255 с.
3. Использование солнечной энергии / под ред. Л.Е. Рыбаковой. Ашхабад: Ылым, 1985. 218 с.
4. Кораблев А.Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. М.: Агропромиздат, 1988. 208 с.
5. Навстречу «зеленой» экономике: пути к устойчивому развитию и искоренению бедности. М.: ЮНЕП, 2011. 738 с.
6. Пенджиев А.М. Возобновляемая энергетика и экология // Альтернативная энергетика и экология. 2014. № 8. С. 45-78.
7. Пенджиев А.М. Изменение климата и возможности уменьшения антропогенных нагрузок. Saarbrucken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. 166 с.
8. Пенджиев А.М. Концепция развития возобновляемой энергетики в Туркменистане // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 8. С. 91-102.
9. Пенджиев А.М. О перспективах и преимуществах развития малой гидроэнергетики в Туркменистане // Альтернативная энергетика и экология. 2013. № 2-2. С. 102-111.
10. Пенджиев А.М. План действия и стратегия внедрения возобновляемой энергетики // Альтернативная энергетика и экология. 2013. № 16. С. 39-60.
11. Пенджиев А.М. Приоритеты и задачи развития возобновляемой энергетики в Туркменистане // Альтернативная энергетика и экология. 2010. № 5. С. 98-105.
12. Пенджиев А.М. Экологические проблемы освоения пустынь. Germany, Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. 226 с.
13. Пенджиев А.М. Экологические проблемы энергетики и роль альтернативных источников энергии в Центрально-азиатском регионе // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 5-6. С. 65-80.
14. Петров К.М. На пути к «зеленой» экономике // Биосфера. 2013. Т. 5. № 4. С. 369-373.
15. Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Мир, 1981. 400 с.
16. РозенбергГ.С., КудимоваГ.Э. На пути к «зеленой» экономике (знакомясь с докладом ЮНЕП к «Рио + 20») // Биосфера. 2012. Т. 4. № 3. С. 245-250.
17. Стребков Д. С., Пенджиев А.М., Мамедсахатов Б.Д. Развитие солнечной энергетики в Туркменистане. М.: ВИЭСХ, 2012, 496 с.
18. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 1980. 328 с.
19. Duffie D.A., Beckman W.A. Solar engineering of thermal process. Wiley Interscience, New York, 1991. 469 p.
20. SchneiderD.C. Quantitative Ecology: Measurement, Models, and Scaling. San Diego (CA): Elsevier, 2009. 432 p.
ISSN 2311-8725 (Online) ISSN 2073-039X (Print)
PROSPECTS FOR GREEN ECONOMY IN TURKMENISTAN
Akhmet M. PENDZHIEV
Integrated Economic-Socio-Ecological Analysis
Turkmen State Institute of Architecture and Construction, Ashgabat, Turkmenistan [email protected]
Article history:
Received 20 March 2015 Received in revised form 27 April 2015 Accepted 4 June 2015
Keywords: renewable energy resources, green economy, ecology, potential, Turkmenistan
Abstract
Importance The article considers prospects for green economy in Turkmenistan and possibilities of using local renewable energy resources.
Objectives The study aims to analyze and calculate the potential of renewable power resources in Turkmenistan, to define the most energy-saving systems of renewable energy sources in managing the investment activity at the regional level, to set priorities in the ecological business. Methods I apply mathematical modeling and economic methods to analyze various aspects of investment activity in regions.
Results The article describes potential resources of renewable energy resources, presents technical specification for servicing renewable power facilities to solve the problems of green economy. Conclusions and Relevance Based on the calculations of the solar-energy resources, and taking into account the intensity of solar radiation, geographic, climatic and adverse weather conditions. I have calculated the energy potential that will enable to prepare a feasibility study for building solar power stations.
© Publishing house FINANCE and CREDIT, 2015
References
1. Berdymukhamedov G.M. Gosudarstvennoe regulirovanie sotsial'no-ekonomicheskogo razvitiya Turkmenistana [State regulation of the socio-economic development of Turkmenistan]. Ashgabat, Turkmenskaya gosudarstvennaya izdatel'skaya sluzhba Publ., 2010, 468 p.
2. Zakharov A.A. Primenenie tepla v sel'skom khozyaistve [Applying heat in agriculture]. Moscow, Kolos Publ., 1974, 255 p.
3. Ispol'zovanie solnechnoi energii [The use of solar energy]. Ashgabat, Ylym Publ., 1985, 218 p.
4. Korablev A.D. Ekonomiya energoresursov v sel 'skom khozyaistve [Energy saving in agriculture]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1988, 208 p.
5. Navstrechu "zelenoi" ekonomike: puti k ustoichivomu razvitiyu i iskoreneniyu bednosti [Towards the green economy: ways to sustainable development and poverty eradication]. Moscow, UNEP Publ., 2011, 738 p.
6. Pendzhiev A.M. Vozobnovlyaemaya energetika i ekologiya [Renewable energy and ecology]. Al 'ternativnaya energetika i ekologiya = Alternative Energy and Ecology, 2014, no. 8, pp. 45-78.
7. Pendzhiev A.M. Izmenenie klimata i vozmozhnosti umen 'sheniya antropogennykh nagruzok [Climate change and the possibility of reducing the anthropogenic impact]. Saarbrucken, Germany, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012, 166 p.
8. Pendzhiev A.M. Kontseptsiya razvitiya vozobnovlyaemoi energetiki v Turkmenistane [The concept of renewable energy development in Turkmenistan]. Al 'ternativnaya energetika i ekologiya = Alternative Energy and Ecology, 2012, no. 8, pp. 91-102.
9. Pendzhiev A.M. O perspektivakh i preimushchestvakh razvitiya maloi gidroenergetiki v Turkmenistane [Prospects for and benefits of small hydropower development in Turkmenistan]. Al 'ternativnaya energetika i ekologiya = Alternative Energy and Ecology, 2013, no. 2-2, pp. 102-111.
10. Pendzhiev A.M. Plan deistviya i strategiya vnedreniya vozobnovlyaemoi energetiki [Action plan and implementing the strategy of renewable energy]. Al 'ternativnaya energetika i ekologiya = Alternative Energy and Ecology, 2013, no. 16, pp. 39-60.
11. Pendzhiev A.M. Prioritety i zadachi razvitiya vozobnovlyaemoi energetiki v Turkmenistane [Priorities and objectives of renewable energy development in Turkmenistan]. Al'ternativnaya energetika i ekologiya = Alternative Energy and Ecology, 2010, no. 5, pp. 98-105.
12. Pendzhiev A.M. Ekologicheskie problemy osvoeniya pustyn ' [The environmental problems of desert development]. Saarbrucken, Germany, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014, 226 p.
13. Pendzhiev A.M. Ekologicheskie problemy energetiki i rol' al'ternativnykh istochnikov energii v Tsentral'no-aziatskom regione [Environmental problems of energy and the role of alternative energy sources in Central Asia]. Al 'ternativnaya energetika i ekologiya = Alternative Energy and Ecology, 2012, no. 5-6, pp. 65-80.
14. Petrov K.M. Na puti k "zelenoi" ekonomike [Towards the green economy]. Biosfera = Biosphere, 2013, vol. 5, no. 4, pp. 369-373.
15. Pianka E. Evolyutsionnaya ekologiya [Evolutionary Ecology]. Moscow, Mir Publ., 1981, 400 p.
16. Rozenberg G.S., Kudimova G.E. Na puti k "zelenoi" ekonomike (znakomyas' s dokladom YuNEP k "Rio + 20") [Towards the green economy (reading the UNEP report to Rio + 20)]. Biosfera = Biosphere, 2012, vol. 4, no. 3, pp. 245-250.
17. Strebkov D.S., Pendzhiev A.M., Mamedsakhatov B.D. Razvitie solnechnoi energetiki v Turkmenistane [Developing the solar energy in Turkmenistan]. Moscow, All-Russian Scientific-Research Institute for Electrification of Agriculture Publ., 2012, 496 p.
18. Whittaker R. Soobshchestva i ekosistemy [Communities and Ecosystems]. Moscow, Progress Publ., 1980, 328 p.
19. Duffie J.A., Beckman W.A. Solar Engineering of Thermal Processes. New York, Wiley, 1991, 944 p.
20. Schneider D.S. Quantitative Ecology: Measurement, Models, and Scaling. San Diego, CA, Elsevier, 2009, 432 p.
