Жұмыс бағдарламасы «Жылуэнергетикада және жылутехнологияда энергияны үнемдеу»

2 Дәрістер

Дәріс 1

1. Энергия үнемділік

2. Энергия үнемділігін арттыру

3. Органикалық отындар

4. Қазақстанның энергоресурс қоры

5. Жаңартылған энергия көзінің түрлері

Энергия үнемдеу - өндіріс шығындарын және өндірілетін өнімдер мен қызметтердің өзіндік құнын төмендететін, бәсекеге қабілетті отандық тауарларды көбейтетін, энергетик және технолог мамандарының қызметтерінің ең негізгі, тұрақты бағыттарының бірі.

1989 ж. әлемдік энергетикалық кеңес (ӘЭК) «Болашаққа арналған энергия: осы істің бағдарламасы мен таңдау мүмкіндігі» деп аталатын халыхаралық комиссия құрды. Энергетика экономикасын тұрақта түрде дамыту мен қоршаған ортаны қорғау мәселесі бойынша, 2020 жылдарға дейінгі аралықта әлемдік және аудандық энергетика шауршылығын дамыту жоспары комиссияның негізгі міндеті.

Комиссияның қорытындысы – экономика мен энергетиканы ұлттық деңгейде дамытуды қолға алу сферасына қажетті, мемлекеттік қайраткерлерге және қызмет бағыттарына берілетін, әлемдік энергетиканы дамыту бағыты мен жалпы тенденциялардан тұрды.

«Болашаққа арналған энергия: осы істің бағдарламасы мен таңдау мүмкіндігі» деп аталатын ӘЭК Комиссиясының негізгі қорытындылары келесідей бөлінеді:

а) негізгі қорытынды - өзгерістің негізгі көзі. Осы жоспарларды дамытудағы позицияларға, жүйелерге, өлшемдерге өзгерістер өте қажет. Соңғы он жылдары әлем тұрғындарының 2 есе, қалалық тұрғын үйлердің 3 есе өскенін көре отырып, энергияны бұрынғыдай қолдана беруге болмайды.

Энергия көзімен жүзеге асатын қызмет түрлері, мысалы жылумен қамтамасыз ету, жарықтандыру, тұрмыстық заттар, транспорт жылдан жылға өсуде. Бұндай өсу әсіресі, дамушы елдерде көптеп байқалады. Энергия тұрғындардығ негізгі қажеттілігін бере отырып, көптеген негізгі қызметтерді атқарады. Сонымен қатар, энергия әлеуметтік даму мен экономикалық өсудің бірден – бір көзі болып табылады. Негізгі мәселе қоршаған ортаға өз зиянын тигізбей, әлемнің дамушы елдеріне қажетті энергетикалық қызметтерді өқамтамасыз ету болып табылады және ол мүмкін борлмауы да.

Осы мәселенің шешімі әлемдік энергетикалық секторда негізгі өзгерістерді қажет етеді. Бұл өзгерістер көптеген инвестициялардың қысқарып қалмауына, жаңа технологияларды негізіп дамытуға, энергетикалық саясаттағы және тұтынушылардың өзгерістеріне айтарлықтай өз үлестерін қосады. Энергетикалық жүйелер жылдам өзгермеуі де мүмкін, бірақ таяудағы 30 жылдары, ұзақ уақытты мақсаттарды шешуде ең негізгі айналыс (өзгеріс) фазасы болады.

б) әлемдік дамудың арқасында, алдағы он жылдықта әлемдік энерготұтыну 85%-ға артады деген болжам бар, яғни бұл тұрғындардың жағдайының жақсаруы мен материалдық прогрестің жақсаруына себепші болады.

в) энергияны әлемдік масштабта тиімді қолдану – болашақтың еншісі. Бұл энергетикалық және әлеуметтік дамудың негізі бола алады. Осы уақытқа дейінгі экономикалық құрылымдардағы, тиімді және озық техникамен жабдықталған станциялардың переориентациясындағы өзгерістер экономиканың энергия сыйымдылығының төмендеуіне негізгі себеп болды. Энергия жеткізушілердің бағасы мен олардың мөлшерін реттеушілердегі өзгерістер бұрынғыдан көп болмады.

Комиссия энергия тиімділігін арттыру бойынша болатын шаралардың тиімділігін айтудан жалықпай отыр. Олар барлық экономикалық және әлеуметтік әсерлердің энергия шығынына байланысты бағаның өзгеруін атап көрсетуде және энергетикаға байланысты дотациялардан бас тартуды ұсынады.

г) әлемдік энергия тұтынысын қанағаттандыруға қажетті технологияларды шығару мен орналастырудың және қоршаған ортаға әсерін азайтудың көптеген шешімдері бар. Технологиының берілісі (передача) интеллектуалды меншіктің қорғау құқығымен тездетілу керек және міндетті түрде рынок (базар) жүйесі қолданылу керек. Индустиалды мемлекеттер дамыған технологиялырды жасап шығаруды және жергілікті жа,дайдағы технологияларды дамытуға көмектесуді өз мойнына алып отыр.

д) қазып алынатын отындар – алдағы он жылда энергетика тұтынысының біраз бөлігін қамтамасыз ете бермек. Егер, алдағы кезеңде қолданылатын деңгей сақталатын болса, көмір қоры – 250 жылға, мұнай – 40 жылға және табиғи газ – 65 жылға жетеді. 2020 жылдардан кейін мұнай мен газға деген тапшылық болуы мүмкін. Мұнай, табиғи газ және көмірге деген сұраныс арта түспек және оларды жеткізу аралығы да артпақ.

е) атом энергетикасы дилемма (екінің бірі) жағдайында тұр. Бір жағынан, елдердің қоғамға деген алаңдаушылығы болса, екінші жағынан реактор-көбейткіш пен термоядроға тдеген қызығушылық азайды. 2020 жылдарға дейін, ұзақ уақыт бойы, ядролық энергия мен көмір айтарлықтай мөлшерде ең негізгі энергия көздері болып табылатынына сенім аз.

ж) 1990 жылдардағы әлемге қойылған біріншілік энергияның 18%-ын құрайтын жаңартылған энергия көзінің бір бөлігі, алдағы 30 жылдар аралығында бұрынғыдай артпайды. 1990 жылдары жаңартылған энергорерсурстың барлық мөлшерінің 60%-ы дәстүрлі биомассаға беріліп отырған. Үлкен гидроэнергетика - 30%, қазіргі биомасса - 8%, "жаңа" жаңартылған энергия көзі, яғни – күн, жел, геотермальді, кіші гидроэнергетика мен мұхит толқынының энергиясы - 2% шамасында болады.

МИРЭС-тің "жаңа" жаңартылған энергия көзін зерттеуі, олардың мөлшері 2%-дан бастап алдағы 2020 жылдарға дейін екә еселенеді деп болжамға келіп тұр. Келісілген және тиімді басқарушы акциялары бойынша тиісті экономикалық және табиғат қорғау критерийлерінің жылдам дамытылуы қабылданып жатыр және ол "жаңа" жаңартылған энергия көздерін 2020 жылдары 12%-ға дейін арттыруы ммкін;

з) 1992 жылғы Рио Декларациясына қызығушылығына қарамастан, дамыған елдерде өндірістің жасап отырған жағдайына қарамастан, парникті газдардың қалдық деңгейін 1990 жылдың деңгейіндей ұстап отыра алмауына, олардың ХХ1 ғасырға қадам басу мүмкіншілігі де аз болып отыр. Ғаламдық энергетикалық әрекеттің нәтижемінде парникті газдардың қалдықтары мен олардың концентрациясы алдағы ууақытта артпаса, кемімейді;

и) тапшы (дефицит) ресурстарды қолдауды арттыру мақсатындағы дамушы елдер, климаттың потенциалды ғаламдық өзгерісіне емес, керісінше локальды және аумақтық ластануға (су, ауа, жер, денсаулыө сақтау) көп приоритет беруде;

к) тарихи энергетика әлемдік ВНП-тің 5%-ға жуығын құрайды, сол кездері инвестиция энергетика саласында бүкіл әлемдік көрсеткіштің 15%-ын құрады. Олар ары қарай даму үшін және экологиялық мәселелермен айналысу барысында айтарлықтай өсуде. Даму жағдайы өсу үшін оларға жергілікті капиталдың көп мөлшері және көптеген ортақ кәсіпорындар ашылу керек. Ол үшін жергілікті ұйым құрылымдарында, базарларда, оқуда және энергетиканы басқару саласында айтарлықтай радикальды өзгерістер қажет. Бұл, егер локальды халықаралық қаражат өсіп, дамушы елдер мен мемлекеттің энергетикалық инвестициясына өткен жағдай орындалады.

19900 жылы әлемдегі органикалық отындардың негізгі қоры мөлшермен 1220 млрд. т.у.т. шамасында болды. Қазіргі уақытта уран ресурсының әлемдегі қоры 2,4 млн. тонна. Уранның жылдық сұранысы ядролық энергетикалық реактор бойынша есептегенде 58 мың тонна. Уран ресурстары АЭС-тің жұмысына мөлшермен 41 жылға жетеді. Уранды есептеп отырсақ, онда ядролық жанғыш заттардың қоры 64 жылға дейін өседі.

ХХ ғасырдың соңғы он жылдары әлемдегі біріншілік энергоресурс 11434 млн. т.у.т., ал электр энергия 120 27 млрд. квт·сағ-қа жеткен. Солардың 7740 млрд. кВт·сағ-ты ЖЭС-да және НВИЭ қондырғыларында (64,4%), 2083 кВт·сағ – АЭС-та (17,3%), 2203 кВт·сағ – ГЭС-та (18,3%) өндірілген. Энергия өндірісі "жаңа" дәстүрлі емес энергия көзі бойынша 240 млн. т.у.т-қа бағаланады, яғни ол дегеніміз біріншілік энергетикалық ресурс бойынша әлемнің жалпы сұранысының 2%-на жуық. МИРЭС бойынша "дәстүрлі" жаңартылатын энергия көзіне ірі сутоғының гидроэнергиясы, ағаш және құрғақ қалдықтар жатады. "Жаңа" дәстүрлі емес жаңаратын энергия көздерін кеңінен дамыту нәтижесінде ХХI ғасырдың бірінші он жылдығында әлемдегі энергетикалық шаруашылықты дамыту мақсатындағы әр түрлі нұсқалар пайда болуы мүмкін және осы энергия көздерін 4÷4,5 млрд. т.у.т-қа дейін шығаруды мемлекет есебінен қолдауға немесе әлемдегі барлық біріншілік энергоресурстары сұраныстың 18-27%-на тәуелді.

Энергоресурстарды тұтыну мен өндіру бойынша, ХХI ғасырдың соңғы жылдары әлемдік энергетикалық баланста көптегенөгерістер болып жатыр, мысалы жалпы энергетика тұтынысында газ бен біріншілік энергияның бір уақытта өсуіне байланысты, қатты отын мен сұйық отынның біраз бөлігі төмендеді.

Соңғы жылдары электрстанциялық түрі бойынша электрэнергия өндірісінің құрылымында айтарлықтай өзгерістер болған жоқ. Сондықтан әлемнің барлық елдерінде жылу электрстанциясы электр энергия өндірісінде негізгі рөлді атқаратынын айта кеткен жөн. Бұл әсіресе, ЖЭС-ң біраз бөлігі жалпы электр энергия өндірісінің мөлшермен 75%-ын құрайтын ТМД елдеріне қатысты.

Электр энергияның әлемнің бір тұрғынына шаққандағы салыстырмалы шығыны – 2190 кВт·сағ.

Алдағы болжамдар бойынша адам саны 1991-2010 жылдар аралығында 1,4% болады.

Біздің бір орнымызда тұрмай ары қарай дамуымыз үшін энерготұтыныс міндетті түрде төмендеуі керек, сонда ғана тиімділігін арттыру мақсаты біздің болжағанымыздай болмақ.

Барлық болжамдарда біріншілік энергоресурспен салыстырмалы түрде электр энергиясын өндіру және тұтыну мөлшері қарастырылуда. Әлемдік Энергтика Агенттігінің (ӘЭА) болжамына сәйкес, егер біріншілік энергоресурсты тұтыну 47%-ға өсетін болса, онда әлемдегі электрэнергия өндірісі 2010 жылдары 2050 млрд. кВт·сағ болмақ. Әлемдегі біріншілік энергоресурс тұтынысының құрылымы болар-болмас ғана өзгереді. Егер мұнай төмендеп (2%-ға), ал табиғи газ көбейсе (2%-ға), онда органикалық отын 90% шамасында сақталып қалады. Ал егер атом энергиясы 1%-ға төмендейтін болса, онда гидроэнергия және тағы басқа жаңартылған энергия көзі 1%-ға артпақ.

Осы қарастырылып отырған жоспар бойынша АЭС-тағы электрэнергия өндірісі айтарлықтай төмендеуі мүмкін. Мұның негізгі себептері: көп капиталды шығын, құрылыс орындарына және АЭС-ты пайдалануға ұзақ уақыт лицензия берілмеуі, атом энергтика объектісінің ұзақ уақыт салынуы және де АЭС-тың ірі техникалық құралдарының қауіпсіздігінің сақталмауы мен радиоактивті қалдықтарға дұрыс қаралмауы.

МИРЭС-тің болжамы бойынша жақын арадағы 10-15 жылдары әлемдегі энергетика шарушылығын түп тамырымен өзгертетіндей технология жасалып шығарылмайды.

ХХ ғасырдың соңында ӘЭА (әлемдік энергетика агенттігі) әлемдік экономика моделінің көмегімен ұзақ уақытқа арналған энергетикалық жоспар құра бастады. Ол мынадай анализдерден тұрады:

• 
  әлемдік энергетика жоспары;
  
• 
  энергетикалық ресурстардың қоршаған ортаға әсері;
  
• 
  саясаттың әсері және технология өзгерісі.
  

Қазақстанның энергоресурс қорын байқап көрелік. Республика өндірісін дамытуда, әсіресе энергетикалық отын өндірісі бойынша көмір мен лигнит ең басты рөлді атқарады. Қазстандағы көмір қоры мөлшермен 40,82 млрд тонна (әлемдік қордың 305%-ы), яғни ол дегеніміз 400 жылға жетеді. ТМД елдері ішінде көмір қоры бойынша Қазақстан Ресей мен Украинадан кейінгі 3-ші орында тұр. Қазақстанның әрбір тұрғынына 5 тонна көмірден келеді, яғни ол Ресей мен Украинаға қарағанда 3 есе көп. Қазақстандағы көмір энергоресурсын тұтыну құрылымы 67%-ды құрайды, яғни 2000 жылы 57 млн. тонна болған көмірді шығару көлемі азайып барады.

Соңғы жылдары мұнай-газ саласы республикадағы маңывзды өндірістердің бірі. Мұнай-газ саласы негізгі төрт объектіде өндірілуде: Тенгиз, Қарашығанақ, Каспий құбырөткізгіш және Каспий бассейнінің шельфінде. Мұнай өндірісі бойынша ТМД елдерінің ішінде Қазақстан Ресейден кейінгі екінші орында тұр. Мұнай шығару (газ конденсатын қосқанда) 2000 жылы 35,3 млн. тонна болды. Мұнай мен газ конденсатын шығару 2005 жылы 60 млн. т., 2010 жылы 100 млн. т. болады деген болжам бар. Бүкіл әлемдік мұнай мен газ конденсатын шығару бойынша Қазақстандағы мұнай мен газ конденсатын шығару 0,8%. Қазақстандағы мұнай (0,7 млрд. т.) және газ (2,5 трлн. куб. м.) қлры мөлшермен 35,5 және 100 жылға дейін жетеді.

Табиғи газ шығару 2000 жылы 11,5 млрд. куб. м болды. Жалпы біріншілік энергоресурстарды қолдану бойынша мұнай мен газ 20% және 13%-ға жетіп отыр.

Қазақстан ТМД елдерінің ішінде электр энергиясын өндіру бойынша 3 орында, яғни 2000 жылы 51,6 млрд. кВт·сағ, ал жылу энергия өндірісі – 65,5 млн. Гкал.

Қуаты 18,1 ГВт ЕЭС РК-ның 15,9 ГВт қуаты ЖЭС-қа келеді, оның 15,54 ГВт-ы бу турбинасында, 0,33 ГВт – газ турбинасында, ал 12,4 ГВт қуаты көмірден, 3,18 ГВт-ы газ бен мазуттан алынады. Гидравликалық станцияның қуаты 2,2 ГВт шамасында. ЖЭС-тағы генерациялайтын қондырғыларды пайдалану мерзімдері: 1,4 ГВт шамасында болса – 10 жыл, 4,9 ГВт болса – 11-20 жыл, 4,8 ГВт – 21-30 жыл, 4,8 ГВт болса 30 жылдан артық.

Қазақстандағы электр энергияның жартысына жуығы және жылу энергиясының 40%-ы Павлодар және Қарағанды облыстарындағы өндіріс орындарында өндіріледі.

Республиканың энергобалансының әрбір үшінші энергоресурсы әлеуметтік инфрақұрылымға беріледі. Қалалардың күрделі шарушылығы орталықтандырылған тұрмыстық жүйеге негізделген, оларды пайдалану мерзімі есептеу бойынша олар тозуға жақындап тұр. Бірінші бағытында жылу жүйелерін реконструкциялау (қайта құру) үшін қуаты 500-ден 2000 кВт аралығындағы кішігірім ЖЭС режиміндегі жұмыс жасап тұрған жылу қазандықтарының тиімділігін арттыру қажет. Ал екінші бағыты жылу және электр энергиясын аралас өндіруді - тұтынылатын энергияны үнемдеу үшін кішігірім ЖЭС-та қолдану.

Кесте-2. Қазақстандағы біріншілік энергияның әр түрлі түрлерінің потенциалы

Қазақстандағы НВИЭ-ға қолданылатын потенциалды ресурстар бірталай түрі бар.

Жаңартылған энергия көзінің келесі түрлерін техникалық түрде қолдана беруге болады:

• 
  жылуды үнемдеу үшін күн энергиясы – 20 млн. Гкал;
  
• 
  желдің энергиясы – 18 млрд. кВт·сағ;
  
• 
  шағын өзендер мен су қоймаларының гидроресурстары – 7 млрд. кВт·сағ;
  
• 
  биоресурстар – 10 млн.т.у.т.;
  
• 
  термальді сулар – 1 млн.т.у.т..
  

Қазақстандағы энергияны үнемдеу саласының негізгі тапсырмалары:

• 
  энергия сұранысын тұрақтандыратын және төмендететін, энергия үнемдеу процесінің бағыты бойынша басқарудың нарықтық механизімің өңделуі;
  
• 
  Қазақстан Республикасының энергияны үнемдеуді жетілдірге бағытталған құқықтық кешен мен заңды актілердің тіркелуі;
  
• 
  тұтынылатын энергияның құралдарынесептеу және реттеу құрылғыларын тездетіп шығару;
  
• 
  технологиялық процестердің энергетикалық сипаттамасын өңдеу және бекіту, тұрмыстық техниканың, ғимараттардың және құрылыстардың энергетикалық көрсеткіштеріне арнайы өлшеу шамаларын енгізу;
  
• 
  ғылыми техникалық жоспар мен тұрғыедарға арналған ғылыми бағдарламалар бойынша ақпараттық-жарнамалық ұйымдар;
  
• 
  жұмсақ көпіршіктер мен энергия тасушыларға арналған тарифтерді өңдеу және қолдану;
  
• 
  демонстрациялық энергия тиімді жопарларды, үлгілерді, қондырғыларды өңдеу және жасап шығару;
  
• 
  энергия үнемдеу процесімен басқарудың құрылымдық органдарын құру,
  
• 
  белгілі бір саланың, ұйымның, өндіріс орнының, цехтың энергия сыйымдылығының өсімін немесе төмендету мерзімін анықтау;
  
• 
  арнайы бюджеттен тыс "Энергия үнемдеу" фондын құру.