Ветер, ветер, ты могуч!
В январе текущего года исполнилось 5 лет событию, давшему начало развитию в нашей стране ветроэнергетики: Программа развития ООН в Казахстане и ОЮЛ «Казахстанская электроэнергетическая ассоциация» подписали Меморандум о сотрудничестве в области развития в республике возобновляемых источников энергии (ВИЭ), что позволило создать казахстанский Комитет по ВИЭ. Но возможна ли альтернативная ветроэнергетика при монопольном положении централизованной энергосистемы? Помнится, ещё в начале 1990-х годов довелось беседовать о внедрении в Приуралье ветроустановок с доцентом Уральского пединститута им. А.С. Пушкина Алексеем Орищенко. Он тогда отметил, что традиционная энергетика – штука, конечно, хорошая, но не использовать в Казахстане энергию ветра было бы непозволительным упущением.
Опыт предков
Различные цивилизации и этносы, обитавшие на просторах евразийских степей, много веков осваивали ее скудные природные ресурсы, полагаясь на свои житейские умения и навыки. Главными спутниками степняков были лошадь и ветер.
Эти неприхотливые в быту домашние животные много лет служат для человека универсальным источником энергии. Мясо и молоко позволяют степнякам поддерживать естественный энергетический баланс, заложенный природой в организме. Кожаная одежда служит терморегулятором, то есть искусственным стабилизатором обмена тепловой энергией между окружающей средой и человеком. Лошадь, является незаменимым транспортным средством, надежной боевой единицей, удобной рабочей силой. Беда в том, что мощность этого животного конечна – одна лошадиная сила. Поэтому дальнейший прогресс цивилизации возможен только при использовании более совершенных объектов по переработке энергии.
Вот что писал по этому поводу кандидат (ныне доктор – А.С.) технических наук, старший научный сотрудник Кокшетауского госуниверситета им. Ш. Уалиханова Х. Байшагиров: «Пришло время иных технологий, основанных на тех энергетических ресурсах, которые для кочевников служили не подспорьем, а помехой. К числу таких источников можно отнести ветер, неисчерпаемую силу которого степняки использовали, интуитивно приспосабливаясь к его стихии. При этом изобретения человека на тысячелетия опередили соответствующие научно-технологические обоснования. Примером тому служит жилище казахов – юрта. Она оригинальна по форме, поскольку обеспечивает аэродинамическую устойчивость при ветровом потоке и сочетает при этом минимальную поверхность теплоотдачи при достаточном объеме юрты». («Индустрия Казахстана», 2005 г., №10).
Огромный ущерб хозяйству приносили степные пожары, снежные бури, суховеи, которым невозможно было противостоять из-за явного превосходства энергии ветра над энергией человека. В этом плане больше повезло народам, живущим у морей и океанов. Использование парусов способствовало развитию прибрежных стран. Наличие сильного ветра, дующего перпендикулярно береговой линии (с моря на море) способствовало созданию мельниц. Например, в Нидерландах до сих пор сохранились такие ветроэнергомашины, созданные 500 лет назад.
В Советском Союзе тоже стали применятся ветроэнергетические установки, однако монопольное положение централизованной энергосистемы вытеснило их в 40-50-х годах прошлого века.
По мнению Х. Байшагирова, пора восстановить историческую справедливость – применить ветроэнергоустановки, обратив силу ветра на пользу степняку.
Есть пророк в своём Отечестве!
В Казахстане в 2005-2012 годах сократилось количество сел. Например, на 1 января 2005 года в стране их насчитывалось 7512 – на 148 меньше, чем год назад. Идет этот процесс и сегодня. Почему? Нет электричества и питьевой воды. Почти в каждой области есть населенные пункты, испытывающие с этим немалые трудности.
Более чем в 1000 сел люди пьют воду из открытых водоемов, колодцев. Более 13% сел Западно-Казахстанской, Жамбылской, Восточно-Казахстанской, Мангистауской и Алматинской областей пользуются поверхностными источниками воды. 4716 населенных пунктов имеют децентрализованный тип водоснабжения, а в 517 селах жители пользуются привозной водой. В Казахстане 309 сел с численностью населения около 320 000 человек потребляют воду, не соответствующую санитарным нормам. 255 сел Казахстана до сих пор не электрифицированы.
Уже в ближайшие годы эту проблему можно решить с помощью энергии ветра – неиссякаемого, бесплатного ресурса. Казахстан, кстати, является мировым лидером по количеству доступной ветровой энергии на душу населения: ее в 30-40 раз больше величины электроэнергии, вырабатываемой в стране – 60 млрд. кВт!
Надо учитывать еще один очень важный момент: в Казахстане малая плотность населения. Сейчас экономически невыгодно восстанавливать и протягивать ЛЭП ко всем потребителям.
В сентябре 2002 года президент Нурсултан Назарбаев провел совещание с акимами и указал на то, что села потребляют лишь 10% энергии, вырабатываемой в стране, поэтому необходимо развивать альтернативную энергетику с применением малых энергоустановок. Такая установка была создана в конце 2004 года. После выигрыша гранта Фонда Науки Республики Казахстан учеными Кокшетауского университета им. Ш. Уалиханова совместно с московскими специалистами построен опытный образец композиционной ветроэнергетической установки с диффузором – ВЭУД. Ее мощность 1 кВт, масса 95 кг, высота башни 4 м, напряжение 220 В, сила тока 5 А, частота 50 Гц, срок эксплуатации 20 лет, примерная цена при серийном производстве 1500 долларов США, материал установки – стеклопластик.
Напоминая по форме и структуре юрту, ВЭУД легко монтируется за 2-3 часа тремя рабочими без подъемных механизмов и может быть быстро переброшена в другую местность. Руководитель проекта Х. Байшагиров представил убедительные расчеты. Представим, пишет он, что каждый сотый сельчанин, получивший по одной ВЭУД, займется животноводством. Потребность составила сегодня около 70 000 ВЭУД. Для их производства при мощности 1000 изделий в год потребуется 40 цехов при числе рабочих 2000 и 7 лет работы. Сельчане и горожане получат очевидную выгоду, так как установка применима со скважинным насосом для выкачивания подземной воды.
Крупный рогатый скот, потребляющий воду из скважины, заметно повышает свои кондиции – его надои и живой вес возрастают на 15-18%. Эта чистая прибыль быстро окупит ветряк. В доле себестоимости выращивания одной овцы около половины составляет обеспечение ее питьевой водой, поэтому применение ВЭУД в комбинации со стационарными скважинами и переносным насосом может уменьшить этот показатель, а значит, и цены на рынке.
Байшагиров также обращает внимание на исчезновение в Казахстане верблюдоводства и коневодства. Эти животные могут легко перевозить на себе ВЭУД и перемещаться с ней в любую местность. Ветряк послужит человеку и животным и может способствовать развитию животноводства.
ВЭУД отвечает духу индустриально-инновационной стратегии Казахстана, она может быть использована при реализации госпрограмм «Чистая вода», «Аул» и других.
Ветроэнергетическая революция
Повсеместное использование ветроустановок может изменить уклад жизни многих сельских территорий, особенно отдаленных. Кроме хозяйственных агрегатов вроде электронасоса, сепаратора, доильного аппарата, к ВЭУД можно подключить холодильник, телевизор, компьютер, медицинские приборы (в том числе аппараты УЗИ) и множество других электроприборов.
Появляется возможность осваивать новые территории, вдохнуть жизнь в когда-то заброшенные места. Для Казахстана это, прежде всего, Приаральский регион, ставший в связи с падением уровня Аральского моря зоной экологического бедствия. На берегах возрожденного Северного Арала вновь появились рыболовецкие хозяйства, возобновился вылов рыбы. Однако условия жизни рыбаков оставляют желать лучшего по причине нехватки электроэнергии. Восполнить ее недостаток как раз и могут ветроэнергетические установки с диффузором! Ветры в нашем Приуралье дуют почти постоянно – как не воспользоваться их энергией?!
С другой стороны, казахстанской промышленности очень бы пригодились более мощные ветроэнергетические машины, способные вырабатывать электроэнергию хотя бы для небольших заводов. Их широкое применение позволит не только наладить промышленное производство в труднодоступных районах, но также обустроить быт местного населения.
Казахстан обладает большими запасами топливного сырья, однако надо помнить, что они не возобновляются и могут закончиться в ближайшие 30-40 лет. Поэтому использовать их надо очень рационально, чтобы оставить нашим потомкам сырье для химической промышленности. Вместо этого стоит развивать альтернативную энергетику – ветровую и солнечную.
К ветрякам и солнечным электростанциям в странах СНГ пока принято относиться как к забаве людей с буйной фантазией, не нашедших себе применение в традиционной энергетике и других отраслях. Однако ни Х. Байшагирова, ни А. Орищенко к фантазерам никак не отнесешь. Они прекрасно осведомлены о тенденциях и высоких темпах развитии мировой ветроэнергетики.
Сейчас мощность всех ветроэнергетических установок в мире превысила 100 000 мВт. Испания, Германия, Индия составляют сегодня ведущий рынок ветроэнергетики, наибольшие темпы роста показывают Австралия и страны Тихого океана. Какое же место в ветроэнергетике занимают Казахстан, Россия и другие страны СНГ? Никакое. Россия, правда, попала в список стран с показателями ветроэнергетической мощности 2004 года, расположившись на… 38 месте. Казахстана в списке нет. Страны, в которой ветры дуют часто и с большой силой. Даже африканские страны, прежде всего Египет, реализуют собственные программы развития ветроэнергетики.
Пора вынуть голову из песка и всерьез браться за дело. Как заявил министр охраны окружающей среды и водных ресурсов, Казахстан ставит цель к 2050 году около 50% электроэнергии вырабатывать за счет возобновляемых и альтернативных источников. Предполагается, что возведенная в Ерейментауском районе Акмолинской области ВЭС должна обеспечить экологически чистой энергией объекты EXPO-2017, планируется создание в стране ветропарков…
Процесс зарождения отечественной ветроэнергетики, в частности, его финансирование, подпортил мировой кризис, но продолжать начатое, безусловно, стоит: Казахстан с его громадным ветроэнергетическим потенциалом не может остаться на задворках мировой ветроэнергетической революции.
Автор: Александр Суетин
