Файл: Пр 2.doc

Воднева енергетика

Одним з важливих напрямів розвитку нетрадиційної енергетики є воднева енергетика, яка вирішує проблеми, пов’язані із застосуванням водню як енергоносія та акумульованого середовища. Універсальність застосування водню як енергоносія дозволяє прогнозувати у майбутньому виникнення такої галузі енергетики, як воднева енергетика.

Водень повною мірою відповідає вимогам, що ставляться до енергоносіїв, – він легко накопичує енергію, зручний при транспортуванні, є екологічно чистим та енергоємним.

Сучасні дослідження показують, що водень може використовуватися для задоволення всіх енергетичних потреб у промисловості (до 85%), побуті, індивідуальних потреб (до 92%).

Він може замінити природний газ для побутових потреб, бензин – у двигунах внутрішнього згоряння, спеціальні види пального – у ракетній техніці, ацетилен – у процесах зварювання, кокс – у металургійних процесах і т.п.

Нині до 95% маси водню виробляється з використанням органічної сировини – шляхом парової конверсії метану, парокисневої конверсії, газифікації вуглецю і т.п. Здійснення наукових розробок у цій галузі продемонструвало, що найбільш ефективним методом отримання водню є електроліз води (навіть з використанням сонячної енергії чи енергії вітру). Але ресурси сучасної електроенергетики недостатні для такого видобутку водню. Воднева енергетика проводить пошуки дешевих первинних джерел енергії, а також вдосконаленням процесів видобутку енергії з водню.

---

1. 3. Потенціал альтернативних джерел енергії в Україні

З метою точної оцінки енергетичного потенціалу АДЕ, який може бути практично використаний людиною, його поділяють на три види: загальний, технічний та економічно доцільний.

Загальний або валовий потенціал (теоретичний потенціал) – загальна кількість енергії, якою характеризується кожне джерело енергії.

Технічний потенціал або потенціальний енергоресурс – частина енергії загального потенціалу, яку можливо реалізувати з використанням сучасних технічних засобів.

Економічно доцільний потенціал – кількість енергії, яку доцільно використовувати з урахуванням економічних, екологічних, техніко-технологічних та політичних факторів.

Загальний річний потенціал АДЕ перевищує потенційні запаси традиційних джерел енергії у 15 разів і майже у 80 разів – розвідані запаси традиційних джерел енергії. Технічний потенціал дещо перевищує сучасну кількість споживання енергії, а доцільно економічний потенціал може бути вищий від нього на 40-45%. Це свідчить про великий потенціал АДЕ, який має бути розвинений найближчим часом.

Таблиця 1

Потенціал аде на території України

Альтернативні джерела енергії	Річний потенціал
	загальний		технічний		економічно доцільний
	млрд. кВт∙год.	млн. т у.п.	млрд. кВт∙год.	млн. т у.п.	млрд. кВт∙год.	млн. т у.п.
Вітроенергетика	270,0	97,2	30,0	10,8	3,8	1,2
Сонячна енергетика	720000,0	88400,0	3460,0	720,0	5,4	0,9
Геотермальна енергетика	438,0	50,0	262,8	30,0	180,0	21,0
Мала гідроенергетика	12,5	4,5	8,3	3,0	3,7	1,3
Нетрадиційне паливо	165,2	20,3	165,2	20,3	165,2	20,3
Енергія навколиш-нього середовища та енерготехноло-гічний потенціал, що скидається	2806,7	421,2	1135,0	170,4	96,3	14,5
Усього	123692,4	88993,2	5061,3	954,5	454,4	59,2

---

4. Ресурсний потенціал виробництва біопалива в Україні.

Агропромислове виробництво України має значний потенціал біомаси, доступної для виробництва енергії. Біомаса є відновлюваною, екологічно чистою сировиною для виробництва біопалива різного напряму використання. Оскільки біомаса є вуглецево-нейтральним паливом, то її використання не призводить до підсилення глобального парникового ефекту. Згідно з експертними оцінками щорічний теоретичний потенціал біомаси становить близько 45 млн. т у. п., технічно досяжний – 32 млн. т у. п., а економічно доцільний – 24 млн. т у.п. (табл. 2).

Основними складовими потенціалу енергетичної біомаси є енергетичні культури та сільськогосподарські відходи. Серед останніх найбільший економічний потенціал мають відходи виробництва соняшнику (стебла, кошики, лушпиння), дещо менший – відходи виробництва кукурудзи на зерно (стебла, листя, стрижні качанів). Солома зернових культур та солома ріпаку посідають третє та четверте місця, відповідно.

Таблиця 2

---

Щорічний потенціал енергетичної біомаси в апк України (за даними нтц „Біомаса”)

Вид біомаси	Річний потенціал, млн.т.у.п.
	загальний	технічний	економічно доцільний
Солома зернових культур	10,39	5,21	1,34
Солома ріпаку	1,65	1,15	1,15
Відходи кукурудзи і соняшнику (стебла, листя, стрижні качанів, кошики, лушпиння)	9,97	6,85	5,65
Сировина для дизельного біопалива (ріпак, соняшник, соя і т.ін.)	0,78	0,50	0,25
Сировина для біоетанолу (зерно, меляса і т.ін.)	2,33	2,33	0,86
Сировина для біогазу (гній та гноївка з тваринницьких ферм, силос з кукурудзи, гліцеролова фаза, харчові відходи тощо)	5,63	4,02	2,13
Енергетичні культури (тополя, вільха, верба й інші)	14,58	12,39	12,39
ВСЬОГО	45,33	32,45	23,77

Найперспективнішим видом альтернативної енергії для України є виробництво біопалив. Цьому сприяють потужний природно-ресурсний потенціал та агрокліматичні умови нашої держави.

При обґрунтуванні впровадження біоенергетичних технологій забезпечення охорони навколишнього середовища знезаражуванням відходів біомаси часто посідає перше місце: в процесі перероблення тваринницьких відходів та міських стічних вод, окрім знешкодження небезпечної мікрофлори, гельмінтів та насіння бур’янів, які потрапляють у ґрунт, в поверхневі та підземні води, усувається забруднення повітря в зонах їх накопичення.

---

Енергетична ефективність біоенергетики, безумовно, є достатньо високою для того, щоб виділити її в окремий напрям енергетичного господарства. В Україні є достатній енергетичний потенціал практично всіх видів біомаси і достатня науково-технічна та промислова база для розвитку даної галузі енергетики, комплексне використання забезпечить підвищення ефективності використання біоенергетичних ресурсів України.

Україна, маючи потужний природо-ресурсний потенціал щодо вирощування біосировини, повинна перейти від експортоорієнтованого ведення сільського господарства на вирощування енергетичних культур з метою їх подальшої переробки на біопалива всередині країни. Актуальність тематики переходу України на використання біосировини задля виробництва рідких видів біопалива зумовила ґрунтовні дослідження у цій галузі багатьма університетами та дослідними станціями України.

Найбільш перспективними культурами для виробництва паливного етанолу в Україні слід вважати сільськогосподарські культури та продукти їх первинної переробки з високим вмістом цукру або крохмалю – кукурудзу, фуражне зерно, цукрове та зернове сорго, цукрові буряки, відходи та напівпродукти цукрового виробництва, наприклад, меляса, обсяги якої становлять близько 2 млн. т/рік. Сировиною для паливного етанолу може бути також картопля та спеціальні технічні культури. Щодо виробництва біодизелю, то найперспективнішою сировиною, що вирощується сьогодні в Україні і забезпечує високі врожаї, є ріпак, соя та соняшник.

Стабілізуючим фактором для сталого розвитку бурякоцукрового вітчизняного виробництва може слугувати налагодження виробництва та споживання біопалив із цукрових буряків. Досвід провідних країн ЄС та світу свідчить, що поряд із чіткими, зрозумілими та гнучкими законодавчими важелями державного регулювання економічних відносин у цукровій галузі в цих країнах важливу роль відіграє налагоджене виробництво та використання біоетанолу із цукрових буряків та відходів бурякоцукрового виробництва (меляси, цукрового сиропу, дифузійного соку І та ІІ сатурації).

Річна сумарна потужність спиртових заводів становить близько 700 млн. літрів спирту, у тому числі 340 млн. – заводів із переробки меляси [9]. Розрахунки показують, що реконструкція існуючих спиртових заводів дозволить довести виробництво паливного етанолу в Україні до 0,3 млн. т/рік. Дооснащення цукрових заводів відповідними технологічними лініями дасть можливість отримувати 1,65 млн. тонн етанолу на рік. Таким чином, навіть без будівництва нових заводів, з урахуванням усіх напрямів розвитку ринку біопалива, в Україні можна було б отримувати 2 млн. т/рік біоетанолу.

---