Реферат: Ренція «комплексне використанння природних ресурсів» (12 грудня 2011 року, м. Донецьк, Україна) збірка доповідей студентів та аспірантів донецьк, Доннту 2011

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ, НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ВНЗ «ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ

ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ПРИРОДООХОРОННОЇ ДІЯЛЬНОСТІ


IV РЕГІОНАЛЬНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«КОМПЛЕКСНЕ ВИКОРИСТАНННЯ ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ»

(12 грудня 2011 року, м. Донецьк, Україна)


ЗБІРКА ДОПОВІДЕЙ СТУДЕНТІВ ТА АСПІРАНТІВ


Донецьк, ДонНТУ – 2011


УДК 622.261


Збірка доповідей IV регіональної конференції «Комплексне використання природних ресурсів» (12 грудня 2011 р.) – Донецьк: ДонНТУ, – 2011. – 119 с.


Збірка містить доповіді студентів та аспірантів, в яких висвітлюються питання розробки та впровадження технологій з комплексного використання надр; очистки стічних вод; знешкодження відходів; раціонального використання природних ресурсів; управлінські та соціально-економічні аспекти ефективного природокористування та екологічної безпеки.


Редакційна колегія:

Д.т.н., проф. Костенко В.К.

К.н.д.у. , доц. Шафоростова М.М.


Адреса: Україна, 83000, м. Донецьк, вул. Артема, 58, ДонНТУ, 1-й учбовий корпус, к. 1.211, тел. (062) 301-07-17, факс: (062) 301-81-80

E-mail: eco@mine.dgtu.donetsk.ua


© Донецький національний технічний університет, 2011


ЗМІСТ


Селедцов Д.В., Дьяченко М. Н., ^ Матлак Е.С.

Водоугольное топливо - альтернатива природному газу и жидким нефтепродуктом


6

Дуплякін А.О., Слєсарчук О.М., ^ Шафоростова М.М.

Розвиток біоенергетики в Україні


8

Полищук Т.Д., Проценко Ю.В., Колесникова В.В., Романова В.Ю.

Современные методы получения энергии от нетрадиционных источников


12

Сидоренко К.А., ^ Луньова О.В.

Енергозбереження та охорона навколишнього середовища


14

Васильєв С.Д., Гусєва Л.М.,Ойечоке А., ^ Шафоростова М.М.

Біогаз: напрямки та переваги використання


18

Жердицкий В.А., Салехирадж С., Завьялова Е.Л.

^ Способы использования геотермальной энергии для нужд горнодобывающего предприятия


23

Шипика А.С., Салехирадж С., ^ Завьялова Е.Л.

Увеличение объема извлекаемой шахтным геотермальным теплообменником энергии выработок глубоких шахт


28

Каштальян Г.В., ^ Приходько С.Ю.

Проблемы безопасности в условиях природно-антропогенных воздействий


31

Саенко Л.И., ^ Матлак Е.С.

Опыт вовлечения шахтных вод в хозяйственно-питьевое и промышленное водоснабжение Донбасса


37

Самарина А.В., Огородник Е.Л., ^ Матлак Е.С.

Гидрохимический способ чистки горизонтальных отстойников от осадка


40

Крісак О.С., Макєєва Д.О.

Причини та наслідки забруднення ріки Сіверський Донець


43

Огородник Е.Л., Самарина А.В., ^ Матлак Е.С.

Предложение по деминерализации и использованию шахтных вод для технического и хозяйственно-питьевого водоснабжения


45

Яковлева А.А., ^ Ефимов В.Г.

Использование шахтного метана


49

Гутник Д.О., Кравчук Е.С., Артамонов В. Н.

Рациональное использование метана в условиях шахты имени А.А. Скочинского


53

Старокольцева А.С., Артамонов В. Н.

Шахтный метан и его рациональное использование

55

Старосотникова Я.С., ^ Макеева Д.А.

Метан угольных месторождений Украины – перспективы добычи и использования


57

Бията Ю.И., Зеленов Ю.В., Артамонов В.Н.

Рациональное использование земель в угольной промышленности


61

Хохлова А.Л., Олексечук Е.В., ^ Шафоростова М.Н.

Эколого-ориентированное логистическое управление в сфере обращения с отходами


67

Шипика А.С, Скринецкая И.В., ^ Макеева Д.А.

Анализ проблемы образования промышленных отходов Донецкого и Верхне-Силезского угольных бассейнов


70

Скринецкая И.В., ^ Романова В.Ю.

Использование породных отвалов в дорожном строительстве


73

Филиппова Я. В., Ефимов В. Г.

^ К вопросу использования шахтных пород для получения алюминийсодержащего сырья


76

КиншоваА.Л., Клименко А.А., Шаповалова В.В.

О возможности использования отходов горнодобывающей промышленности для получения вяжущих материалов


81

Ныцюк И.И.,^ Завьялова Е.Л.

Использование шахтной породы АП «Шахта им. М. И.Калинина» для производства стройматериалов


83

Захарченко Н.А., ^ Ефимов В.Г.

Современные тенденции утилизации горных отвалов


88

Василишина Г.М., Артамонов В.М.

^ Оцінка можливостей підвищення ефективності використання природних ресурсів в умовах шахти «Росія»


92

Зеленов Ю.В., Бията Ю.И., ^ Артамонов В.Н.

Экономико-правовые, экологические и социальные проблемы закрытия шахт


94

Лебеденко Е.Э., ^ Артамонов В.Н.

Принципы формирования экономико-математической модели эффективного использования природных ресурсов


99

Волынец Е.В., ^ Завьялова Е.Л.

Повышение эколого-экономической эффективности новых способов тушения развившихся подземных пожаров в труднодоступных местах


101

Смакоуз Н.А., ^ Артамонов В.Н., Кузык И.Н.

Формирование экосети Донецкой области


106

Гусєва Л.М., Шафоростова М.М.

Досвід функціонування екологічних готелів


109

Бардакова Е.А., ^ Шафоростова М.Н.

Экопоселения как форма гармоничного сосуществования общества и природы


113

Олексечук Е.В., Шафоростова М.Н.

Cовременные тенденции развития экологического аудита в Украине


115



^ ВОДОУГОЛЬНОЕ ТОПЛИВО - АЛЬТЕРНАТИВА ПРИРОДНОМУ ГАЗУ И ЖИДКИМ НЕФТЕПРОДУКТОМ


Селедцов Д.В., Дьяченко М. Н., Матлак Е.С.


Водоугольное топливо (ВУТ) - искусственная композиционная топливная система (суспензия), обладающая псевдопластичными свойствами, присущими неньютоновским средам с определенной седиментационной устойчивостью – статической при хранении в течение продолжительного времени и динамической при транспортировании по трубопроводам или в закрытых емкостях автомобильным, железнодорожным или водным транспортом. ВУТ на 60% состоит из мелкодисперсного угля, на 39% из воды и 1% специальной химической добавки – пластификатора, которая длительное время поддерживает тонкодисперсный уголь во взвешенном состоянии. Суспензия представляет собой однородную жидкую массу, которую можно хранить в емкостях, перевозить в цистернах или перекачивать по трубопроводам без каких-либо изменений реологических свойств. Важная топочная характеристика водоугольного топлива – температура воспламенения По сравнению с сухим углем зависимость температуры воспламенения от выхода летучих веществ значительно слабее и сама температура ниже. Для горения водоугольного топлива в топочном пространстве котла суспензия должна распыляться на мельчайшие частицы. Жидкое топливо в туманообразном состоянии поступает в предтопок, где воспламеняется в потоке вторичного воздуха, само же горение происходит в топочной камере (температура 900-1000°С). Опыт мировой практики показывает, что при сжигании ВУТ в энергетических котлах большой мощности снижение образования оксидов азота за счет перечисленных факторов составляет 30-50% по сравнению со сжиганием пылевидного угля. Существенное снижение образования оксидов азота обусловливает низкий коэффициент избытка воздуха, при котором протекает горение ВУТ (3-7%).

Основные показатели ВУТ:

возможная зольность углеотходов при сжигании ВУТ:

как основного топлива – до 18%;

совместно с углем в топках слоевого сжигания – до 30%:

возможная массовая концентрация ВУТ – 55-63%;

повышение выгорания органической массы при совместном сжигании – до 90-96%.

Водоугольное топливо может быть приготовлено на основе углей любых марок, в том числе из высокозольных шламов мокрого обогащения массовой концентрацией до 70%, антрацитовых штыбов в отличие от традиционных топлив, исходя из свойств которых проектируются теплофикационные установки, характеристики ВУТ задают при разработке композиции и приготовлении применительно к технологии топливоиспользования. Сфера применения водоугольного топлива в мировой практике включает мощные энергоблоки крупных тепловых электростанции; промышленные котлоагрегаты малой и среднем мощности; сушильные установки, нагревательные и обжиговые печи; есть сведения об использовании ВУТ в судовых дизелях. Терминалы приготовления ВУТ, предназначенного для сжигания в топках котлов средней и малой мощности, целесообразно размещать непосредственно у мест использования, что исключает необходимость транспортирования на значительные расстояния и длительное хранение. Требования к такому топливу снижены. Основными технологическими операциями, обеспечивающими необходимые теплотехнические, реологические и седиментационные характеристики ВУТ, являются измельчение до гранулометрического состава, в наибольшей мере приближающегося к составу максимальной упаковки, и выбору химической добавки-пластификатора. Роль химических добавок-пластификаторов сводится в основном к повышению гидрофильное™ развитой поверхности угольных частиц при создании вокруг них тончайшей гидратной оболочки толщиной не более (15-20)10_6 мм, что препятствует непосредственному контакту между угольными частицами и способствует их диспергированию в дисперсной среде, предотвращая таким образом агломерацию.

В качестве химических добавок рекомендуется использовать дофен, РФУ, ЛСТ, УЩР, сульфогумар натрия.

В настоящее время передовые позиции по внедрению технологии ВУТ занимают страны, которые, не имея собственных природных ресурсов углеводородных энергоносителей, вынуждены импортировать большое количество нефти и природного газа для нужд своей развивающейся экономики, попадая, таким образом, в экономическую зависимость от поставщиков.

Существенное развитие исследования и внедрение технологии водоугольного топлива получили например в Китае и Италии.

Существенным этапом в стабилизации топливно-энергетического баланса Украины может стать расширение сферы использования в теплоэнергетике бурого угля. Первый шаг в его реализации — создание теплоэнергетического комплекса на базе вновь построенного буроугольного разреза на Верхнеднепровском месторождении с годовой производительностью 5 млн. т и пылеугольных энергоблоков Приднепровский ТЭС мощностью 1200 МВт с использованием р. Днепр в качестве транспортной артерии. В дальнейшем подобные комплексы предполагается распространить на ряд тепловых электростанций, расположенных по течению Днепра.

Подобный комплекс целесообразно создать на базе Ново-Дмитриевского буроугольного месторождения с гидротранспортом или железнодорожным транспортом водоугольного топлива до Славянской иди Змиевской ГЭС.В 2006 г. ГОАО ПИПКИ «Углемеханизания» при участии ГП «Свердловантрацит» и «Ровенькиантрацит» начат комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по промышленному освоению технологии ВУТ на объектах Луганской области. На основе производственно-лабораторной базы обустроен полноразмерный испытательный стенд, на котором представляется возможным исследователь широкий спектр исходных углеотходов как компонентов ВУТ, обеспечивать приготовление топлива в количествах, достаточных для опытного сжигания в котлоагрегатах предприятия. Испытательный стенд включает в себя котел Е1/0,9. На первом этапе предусматривается выполнение цикла работ по приготовлению и сжиганию ВУТ подготавливаемого на основе антрацитовой пыли и шламов Свердловско-Ровеньковского региона. Опытно-промышленная проверка сжигания ВУТ (вместо природного газа) планируется на котлах шахт «Должанская- Капитальная» и «Красный партизан». С 2008 г. начато внедрение технологии на объектах малой теплоэнергетики, потребляющих природный газ или высокосортное угольное топливо. Таким образом, в большой теплоэнергетике водоугольным топливом целесообразно заменять природный газ или мазут в ситуациях, которые исключают экономически оправданные альтернативные решения. Осложняющее обстоятельство в этом случае – необходимость дооборудования котлоагрегатов системами золошлакоудаления. Перспективен также вариант применения в пылеугольных котлах ВУТ, приготовленного на основе угольных шламов, в качестве дожигового топлива и для управления выбросами оксидов азота. Экономический эффект усиливается экологическим выигрышем.


^ РОЗВИТОК БІОЕНЕРГЕТИКИ В УКРАЇНІ


Дуплякін А.О., Слєсарчук О.М., Шафоростова М.М.


Розвиток економіки кожної країни і світового господарства в цілому залежить від того, наскільки повно задовольняються їхні потреби у вихідній сировині, у тому числі енергетичної. Це обумовлено тим, що в процесі суспільного виробництва енергія виступає і як оборотний елемент засобів виробництва, і як засіб особистого споживання, багато в чому визначаючи продуктивність суспільної праці. На власне енергозабезпечення людство витрачає приблизно 2000 млрд. дол. щорічно, що становить майже 5% світового валового внутрішнього продукту (ВВП).

Виходячи з географічних, науково-економічних і екологічних факторів, для України доцільно розглядати використані такі джерела енергії, як енергія сонця, вітру, біомаси, малих рік, геотермальної енергії (табл. 1).


Таблиця 1 – Ресурси нетрадиційних джерел енергії України


Джерело енергії

Теоре-тичний потенціал,

МВт-год. на рік

Використання в теперешній час

Технічний потенціал

Реально можливий обсяг використання

МВт-год. на рік

тонн умов-ного палива

МВт-год. на рік

тонн умов-

ного палива

МВт-год.

на рік

тонн умовного палива


Геліоресурси

720×109

81×103

10×103

0,13×109

0,16×109

(30+40)×109

(3,6+4,8)×106

Вітроенергетика

965×109

0,8×103

0,096×103

0,36×109

40+70×109

(4,8+8,4)×106

(4,8+8,4)×106

Геотермальна енергетика

5128×109

0,4×103

0,049×103

14×109

1,7×109

2800×106

230×106

Біоенерге-тика сільсько-господарських відходів

12,5×106

0,14×103

0,002×103

6,1×106

0,73×106

6,1×106

0,73×106

Гідроенерге-тика

42,4×106

10,2×106

1,22×106

21,5×106

2,6×106

21,5×106

2,6×106


Використання енергії поновлюваних джерел дозволить знизити споживання дефіцитних для України нафтопродуктів на 5-6%, у тому числі за рахунок використання геліоресурсів – на 1,7%, вітроенергії – на 2,8%, геотермальної енергії – на 0,1%, біогазу – на 0,2%, гідроенергії рік – на 0,9% (більших – на 0,6% , малих – на 0,3%).

Особливе значення джерела енергії біомаси мають для країн, що розвиваються. В енергобалансі країн Африки вони становлять у середньому 60%, Латинської Америки – до 30%, азіатських країн – до 40%, деяких країн Європи, Близького Сходу й Північної Африки – до 10% загального енергоспоживання. Однак і індустріально розвинені країни стимулюють розвиток даного напрямку нетрадиційної енергетики. США, Данія й Швеція довели виробництво енергії біомаси до 400 Мвт. Значний розвиток одержала переробка біомаси, заснована на процесах газифікації, піролізу й одержання рідких палив. Наприклад, у Бразилії, починаючи з 1980 року, виробництво етанолу досягло 10 млн. літрів на рік. У ряді країн (Зімбабве, Кенія, Малі) етанол покриває від 3 до 15% споживання всього побутового палива.

У результаті процесу біологічної ферментації при переробці біомаси в етанол утворюються побічні продукти, у тому числі промивні води та залишки перегонки. Останні є серйозним джерелом забруднення навколишнього середовища. Їхня маса в кілька разів (до 10) перевищує масу виробленого продукту – етилового спирту. Становлять інтерес технології, які дозволяють у процесі очищення цих відходів одержувати речовини, що використовуються в хімічній промисловості, а також в якості добрив.

Утилізація органічних відходів має, насамперед, екологічну спрямованість і грає навіть більшу роль, чим енергетичний ефект на основі використання цього виду сировинних ресурсів. Особливо ефективна вона в регіонах з вологим теплим кліматом і у великих містах.

Біомаса являє собою найдавніше джерело енергії, однак її використання донедавна зводилося до прямого спалювання або у відкритих вогнищах, або в печах і топках, але також з досить низьким коефіцієнтом корисної дії. Останнім часом увага до ефективного енергетичного використання біомаси істотно підвищилася, причому на користь цього з'явилися і нові аргументи:

використання рослинної біомаси за умови її безперервного відновлення (наприклад, нові лісові посадки після вирубки лісу) не приводить до збільшення концентрації СО2 в атмосфері;

у промислово розвинених країнах в останні роки з'явилися надлишки оброблюваної землі, що доцільно використовувати під енергетичні плантації;

енергетичне використання відходів (сільськогосподарських, промислових і побутових) вирішує також екологічні проблеми;

новітні технології дозволяють використовувати біомасу значно більш ефективно.

Потенціал біомаси, придатний для енергетичного використання в більшості країн досить великий, і його ефективному використанню приділяється значна увага.

У США в 1990 р. завдяки використанню біомаси було зроблено 31 млрд. кВт·год. Електроенергії, крім того, за рахунок твердих побутових відходів (ТПВ) ще 10 млрд. кВт·год. На 2010 р. планується виробляти відповідно 59 и 54 млрд. кВт·год. Оцінка технічного потенціалу різних видів біомаси, виконана в Німеччині, дає: залишки лісової та деревопереробної промисловості – 142 млн. Гдж/рік; солома – 104 млн. Гдж/рік; біогазу – 81 млн. Гдж/рік. Ці оцінки зроблені при досить обережних припущеннях. Зокрема, передбачається, що частка відходів лісової промисловості становить 25% річного приросту деревини. Аналогічно для соломи враховується її кількість, що повинне залишитися на поле для підтримки змісту гумусу в ґрунті. Для біогазу враховуються тільки господарства, що мають не менш 20 голів великої рогатої худоби або еквівалентної кількості свиней або птахи.

В табл. 2 наведено інформацію щодо енергетичного потенціалу органічних відходів тваринництва та птахівництва в Україні.

Як бачимо, в країні достатній потенціал для розвитку цього напрямку використання відходів, особливо в західних регіонах держави.

Серйозною проблемою є енергетичне використання ТПВ. Мусороспалювальне обладнання, наявне в багатьох країнах світу, малоефективне та не задовільне з погляду екології. Тому розробка нових схем використання ТПВ представляється досить актуальною.
Особливо гостра проблема ефективного використання біомаси для країн, що розвиваються, насамперед для тих, у яких біомаса є єдиним доступним джерелом енергії. Тут в основному мова йде про раціональне використання деревини й різних сільськогосподарських і побутових відходів.


Таблиця 2 – Енергетичний потенціал органічних відходів тваринництва та птахівництва в Україні


Області

 

Поголів'я худоби та птиці *) тис. голів

Кількість гною, доступного для анаеробного зброджування**),

млн. т/рік

Кількість біогазу, що може бути отримана,

млн. мЗ/рік

Енерге-тичний потенціал біогазу,

тис. т у.п.

ВРХ

свині

птиця

Крим

194

118

1748

1,6

68,4

49,7

Вінницька

400

325

1420

3,1

128,5

92,7

Волинська

236

49

616

1,7

68,5

49,3

Дніпропетровська

361

328

1356

3,0

125,1

90,2

Донецька

272

226

2592

2,4

103,3

75,0

Житомирська

396

138

1072

3,0

122,7

88,4

Закарпатська

37

15

968

0,3

16,2

12,0

Запорізька

277

263

1056

2,2

93,1

67,1

Івано-Франківська

68

18

944

0,5

23,6

17,3

Київська

368

270

3468

3,1

136,2

99,0

Кіровоградська

190

152

716

1,6

65,0

46,9

Луганська

180

75

1984

1,5

65,3

47,6

Львівська

139

27

1964

1,1

49,3

36,1

Миколаївська

174

138

716

1,4

60,0

43,3

Одеська

270

257

2628

2,3

102,6

74,6

Полтавська

443

308

1696

3,3

139,9

100,9

Рівненська

219

48

736

1,5

64,0

46,2

Сумська

344

169

1180

2,6

110,2

79,4

Тернопільська

195

63

976

1,4

58,1

42,0

Харківська

426

239

1892

3,3

140,5

101,4

Херсонська

205

165

848

1,7

70,6

50,9

Хмельницька

386

220

664

2,8

113,0

81,3

Черкаська

378

308

1448

3,0

123,6

89,1

Чернівецька

90

41

688

0,7

29,0

21,1

Чернігівська

433

121

1464

3,1

129,5

93,4

Всього в Україні

6681

4081

34960

52,1

2207,2

1595,3

*) тварини, що перебували у власності сільськогосподарських підприємств на початок 2000 року
**) Враховано зменшення кількості гною за рахунок перебування частини ВХР на пасовищах в літній період та за рахунок гною свиней, що не годиться для анаеробного зброджування через надмірну вологість (комплекси з гідрозмивом та гідросплавом)


Відомо, що сьогодні населення деяких країн, насамперед Африки, вирубує лісу на дрова для готування їжі, і що цей процес збезлісення являє собою загрозу як місцевому, так і глобальному клімату.

Використовувані сьогодні дров'яні вогнища для готування їжі мають ККД 14-15%. Застосовуючи більше зроблені пристрої, цей ККД легко підвищити до 35-50%, тобто скоротити потребу у вихідному паливі більш ніж в 3 рази. Добре відома програма Бразилії, присвячена одержанню з відходів цукрового очерету метанолу, що застосовується як моторне паливо для автотранспорту. Однак цей приклад цікавий для країн з відповідним кліматом.

Велике поширення в деяких країнах (Китай, Індія й ін.) одержали малі установки, що утилізують відходи для однієї родини. У цих установках, число яких обчислює мільйонами, у результаті анаеробного бродіння виробляється біогаз, що використовується для побутових потреб. Ці установки досить прості, але не дуже досконалі. Для більших ферм зі значною кількістю відходів створюються більше ефективні біогазові установки.

Основна перевага рослинної сировини у тому, що воно являє собою поновлюване джерело енергії. Щороку на нашій планеті зелена біомаса приростає на 117 млрд. тонн (у сухому виді), у тому числі на 80 млрд. тонн у лісах, на 18 млрд. тонн у савані та степах, на 9 млрд. тонн на оброблюваних полях, на стільки ж у пустелях, у тундрі та на болотах. Енергія, який володіє така кількість біомаси, становить 1,75·1021 джоулів що еквівалентно приблизно 40 млрд. тонн нафти. Загальні ж запаси рослинної біомаси на Землі нараховують більше 1800 млрд. тонн, що еквівалентно 640 млрд. тонн нафти.

Як показав аналіз закордонного досвіду в сфері управління енергозбереженням, основним механізмом, що впливає на підвищення ефективності використання ПЕР, є нормативно-законодавчий, який визначає рамкові умови для всього спектра факторів, що впливають на енергозбереження.


^ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ОТ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Полищук Т.Д., Проценко Ю.В., Колесникова В.В., Романова В.Ю.


Энергия – основной ресурс, обеспечивающий существование современной цивилизации. В настоящее время потребности в энергии удовлетворяются в основном за счет нефти, природного газа и угля – исчерпаемых источников энергии. В связи с этим появляется такое понятие как «проблема истощения природных ресурсов». Эта проблема, и проблема ухудшения экологической обстановки широко обсуждается мировой общественностью и международными организациями энергетического и экологического профиля.

Глобальный спрос на энергию увеличивается стремительно (около 3% в год). При сохранении такого темпа к середине 21 века мировой энергобаланс может возрасти в 2,5 раза, к концу века – в 4 раза. Это ведет к неизбежному истощению природных ресурсов. Для уменьшения этих негативных последствий огромное значение имеет энергосбережение как в глобальном масштабе, так и в каждом отдельно взятом доме. Наряду с эффективным энергосбережением требуется широкомасштабное получение энергии из «новых» источников.

Ведущими странами в изучении и внедрении новых технологий в области альтернативных источников энергии являются США, Канада, Австралия и др. Так в США ведущую роль в разработке нетрадиционных источников энергии ведут Калифорнийский и Мичиганский университеты, Массачусетский институт.

В современном мире многие источники энергии, такие как вода, солнечная энергия и ветер, которые еще недавно относились к нетрадиционным, теперь относят к традиционным, получившим широкое распространение во многих странах мира.

Однако наука не стоит на месте. Ученые США создали синтетические листья из стеклянных пластин с разветвленной сетью тонких заполненных водой каналов, рисунок которых подобен жилам настоящих листьев. Исследователи присоединили металлические пластины к синтетическим стенкам стебля и включили их в электрическую цепь. Лист превратился в источник энергии благодаря прерыванию потока воды воздушными пузырями. Ток образуется из-за различия электропроводящих способностей воздуха и воды. Использование синтетических листьев не дает требуемой мощности, но их можно использовать как дополнительный источник, собирая энергию в конденсаторы.

Кроме того, американские специалисты разработали искусственные деревья, листья которых способны извлекать электричество из ветра, света и тепла. Поверхность подобного листа, повторяющего форму и цвет своего биологического прототипа, представляет собой комбинацию фото- и термоэлектрических элементов. Благодаря этому устройство способно конвертировать энергию солнца даже через несколько часов после его захода. Кроме того, в месте крепления «нанолиста» к искусственной ветви помещён пьезоэлектрический прибор, который вырабатывает ток при колебании листьев под действием ветра или дождевых капель.

Преимуществами таких энергетических установок являются высокая эффективность, сравнительная дешевизна и простота монтажа, а также стойкость к любым погодным условиям. Кроме того, искусственные деревья, как и их природные аналоги, защищают от сильного ветра и шума и дают тень в жаркие дни.

Инженерный университет Мичигана создал машину, которая превращает потенциально разрушительные колебания жидкостных течений в возобновляемую энергию. Вибрации используемые для выработки электроэнергии – волнообразные колебания, которые производит округлый или цилиндрический объект в текучей среде воды. Первое поколение машин – гладкий цилиндр, приделанный к пружине. Он подвешен горизонтально в потоке воды в резервуаре размером с прицеп. Несколько цилиндров должно быть достаточно, чтобы питать поставленное на якорь судно или маяк. Как альтернативу данной установки, для домов располагающихся возле моря, можно использовать энергию морских волн.

Ряд ученых работают над созданием особых башен, которые будут работать по принципу огромных деревьев, поглощая углерод и его соединения из воздуха. Данные устройства хорошо подойдут для домов находящихся в черте города с интенсивным движением автомобильного транспорта и тяжелых производств.

К сожалению, Украина не состоит в числе стран эффективно пользующихся возобновляемыми источниками энергии. В январе-мае 2011 г. предприятия возобновляемой энергетики Украины произвели 228,619 млн КВт·ч электроэнергии, которую продали ГП «Энергорынок» по «зеленому» тарифу. По итогам пяти месяцев доля возобновляемой энергии составила 0,34% от общего объема электроэнергии, которую продали по регулируемому тарифу энергогенерирующие предприятия Украины за данный период.

Среди направлений возобновляемой энергетики, в которых предприятия работают по «зеленому» тарифу, наибольший объем электричества в январе-мае 2011 г. был произведен предприятиями малой гидроэнергетики (191 961,4 тыс. КВт·ч), на втором месте – ветроэнергетика (29 839,22 тыс. КВт·ч), третье место занимает биоэнергетическая отрасль (3 483,9 тыс. КВт·ч). Наименьший показатель генерации по итогам пяти месяцев – у предприятий солнечной энергетики (3 334,79 тыс. КВт·ч).

Украина имеет высокий потенциал к использованию нетрадиционных источников энергии, однако это требует больших интеллектуальных и капитальных вложений.


^ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ ТА ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА


Сидоренко К.А., Луньова О.В.


У наш час економіка та охорона навколишнього середовища постають як глобальні проблеми. Національна стратегія енергозбереження буде працювати тільки в тому випадку, якщо вона буде керуватися наступними принципами:

усвідомленням існування тісного взаємозв'язку економіки та навколишнього середовища на регіональному рівні у світовому масштабі;

необхідністю якісного поліпшення стану навколишнього середовища і якість життя як в країнах, що розвиваються, так і в промислово розвинених державах;

обов'язковим залученням усіх верств суспільства у процес вирішення цих проблем, так і їх участю з успішним здійсненням цих принципів.

Видобуток та використання запасів енергетичних ресурсів у світі та у нашій країні тісно пов'язані з витрачанням їх споживачами, оскільки, однією з головних специфічних рис енергетики та всього паливно-енергетичного комплексу є повна залежність обсягів виробництва від масштабів споживання.

Рівень споживання енергетичних ресурсів є своєрідним показником рівня економічного та соціального розвитку країни, регіону, народу. Тому характеристика масштабів енергоспоживання важлива не тільки з вузько галузевих позицій, але й як оцінка стану всієї економіки.

У наш час, у зв'язку з кризовими явищами у економіці, важко прогнозувати рівні енергоспоживання у нашій країні, але загальна тенденція до його збільшення залишається незмінною.

Перший закон про енергозбереження був прийнятий у Федеративній республіці Німеччини (ФРН) 28 липня 1976 року та регулював наступні напрямки діяльності:

теплоізоляція будинків;

енергозбереження опалювальних установок;

розподіл оплати за опалювання.

Викликано це було тим, що саме у ФРН зосереджено головний потенціал енергозбереження.

У 1982-1986 рр. у Франції, Бельгії, Данії був зроблений істотний прорив у області управління попитом на енергію, за допомогою введення нових систем тарифів, що відрізняються від попередніх більш широкою диференціацією за різними критеріями. Нові тарифи на електроенергію симулюють зниження навантаження споживачів у період зимового максимуму за рахунок дії пільгових тарифів у інші пори року. Завдяки широкій диференціації тарифів, при яких пікова енергія у певних умовах коштує більше ніж у 20 разів дорожче базової , а у літній час в окремих тарифних зонах електроенергія відпускається споживачам за цінами нижче середньорічної собівартості по енергосистемам. Широка диференціація тарифів призвела до істотної зміни графіка електросистеми Франції: з'явився третій добовий максимум навантаження у районі 1 години ночі.

У США діє широкий спектр федеральних актів та законів штатів, що регулюють відносини виробників і покупців енергії та енергоресурсів. Захист прав споживачів здійснюється активно розвиненою юридичної та судової практикою.

У Японії законодавство у галузі енергетики формувалося безпосередньо після другої світової війни під впливом американського досвіду. Його результативність підтверджується тим, що Японія, не маючи власних енергетичних ресурсів, стала однією з найбільш енергоефективних країн світу.

Основними з законодавчих заходів, що використовуються у цей час урядами країн Європейського Союзу, при наявності вільних цін на паливо та регульованих державою у більшості країн тарифів на енергію, є:

заходи фінансового характеру, що заохочують енергозбереження;

організацію рекламно - інформаційних та пропагандистських компаній;

впровадження та періодичне посилення стандартів енергоефективності та системи маркування енергоспоживчого обладнання та приладів;

підтримку й проведення енергетичних обстежень;

підтримку нових досліджень та розробок у сфері енергозбереження.

Особливу значимість має економічне стимулювання споживачів енергоресурсів соціальної сфери. Ощадливе й раціональне використання палива, енергії та води веде до зменшення бюджетних асигнувань на паливо- і енергозабезпечення об'єктів у цій сфері, які фінансуються повністю або частково з федерального або місцевих бюджетів.

«Енергозберігаюча діяльність» - це комплексна проблема та відповідно до системними принципами повинна вирішуватися за допомогою формування та реалізації програм енергозбереження.

Проблема енергозбереження гостро стоїть зараз у всьому світі. Оскільки у промисловості споживається більше половини всіх енергетичних ресурсів, виробнича сфера є осередком енергозберігаючої політики, причому найбільш ефективний шлях її здійснення, як свідчить досвід розвинених країн, - національні комплексні програми або, за прийнятою у нас термінології, цільові комплексні програми.

Перехід до ринкових відносин зажадав перегляду багатьох положень у розвитку енергетики. Зазнала змін загальна концепція постійного нарощування енергетичних потужностей без серйозного аналізу того, як ці потужності і вся маса щорічно вироблюваних енергоресурсів витрачаються у господарстві країни, наскільки раціонально енергія використовується споживачами. У першу чергу, необхідно навести порядок у енергогосподарстві споживачів, насамперед, у промисловості, розробити і впровадити широкий комплекс енергозберігаючих заходів, максимально використовувати вторинні енергоресурси, а потім, визначивши справжні потреби, розвивати на сучасній технічній основі енергетичні потужності та комунікації в країні.

Ринкова економіка стимулює раціональне енерговикористання, оскільки при високих цінах дуже сильно зросли витрати на енергію у собівартості промислової продукції. Так, в машинобудуванні вони становили 1% і менше, а зараз вимірюються десятками (до 30) відсотків. Очевидно, енергозбереження у промисловості стає найважливішим та першочерговим економічним завданням, рішення якої не тільки підвищить конкурентоспроможність підприємств на ринку при стабілізації економіки, але й може допомогти багатьом підприємствам вийти з нинішньої кризової ситуації.

Головний принцип енергозберігаючої політики та системи енергозбереження полягає у економічній зацікавленості усіх виробників, постачальників, продавців (перепродавців) та споживачів - суб'єктів енергетичного ринку – у дбайливому, економічному витрачанні усіх видів енергетичних ресурсів. Економічний механізм енергозбереження повинен постійно стимулювати суб'єктів енергетичного ринку до нормалізації, раціоналізації і, у кінцевому рахунку, до оптимізації використання усіх видів енергетичних ресурсів.

Нормалізація енергоспоживання, тобто доведення витрат енергії до рівня, обґрунтованого реальними, грамотно розробленими нормами, можлива порівняно нескладними, переважно організаційними заходами - при жорсткій технологічної та енергетичної дисципліні.

Дуже багато процесів одержання, передачі, перетворення і особливо споживання та використання енергії ведуться у нашій кра