автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Ориентирование развития электро-энергетики Ливана на использование возобновляемых источников энергии

На правах рукописи

Эль Хадж Хассан Абдалла

ОРИЕНТИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ ЛИВАНА НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Специальность 05.14.08 «Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Московского энергетического института (технического университета).

Научный руководитель — доктор технических наук профессор

Виссарионов Владимир Иванович Официальные оппонента: 1. Волшаник Валерий Валентинович

2. Сокольский Александр Константинович

Ведущая организация: Московский государственный университет. Лабора-

Защита диссертации состоится 21 октября 2005 года в 16-30 часов па заседании диссертационного совета Д 212.157.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет) по адресу:

Москва, Красноказарменная ул., 17, корпус "Г", 2 этаж, ауд. Г-200.

Отзывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах), заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, Красноказарменная ул., 14, Ученый совет ГОУ ВПО МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВГ10 МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан_октября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.3

тория возобновляемых источников энергии

кандидат технических наук доценг

Бердник Е.1.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальное! ь темы.

Последние десятилетия минувшего и первые годы 21-го века для многих стран стали периодом напряженного поиска новой стратегии энергетическою развития, который продолжается и в настоящее время. Необходимые изменения связаны с осознанием глобальной экологической опасности, связанной с громадными масштабами сжигания органического топлива; с грядущим истощением в обозримой перспективе и соответствующим повышением мировых цен на нефть; с опасностью использования атомного топлива, включающей и проблемы захоронения радиоактивных отходов. Каждая страна по-своему ищет пути решения энергетических проблем, исходя из наличия запасов первичных источников энергии, тенденций развития и ориентации экономики, экологической ситуации в стране, национальных традиций и особенностей, уклада жизни населения и других факторов.

Все сказанное относится и к Ливану, находящемуся в стадии возрождения после разрушительной гражданской войны. Экономика страны, используя удачное географическое положение и прекрасный климат, ориентируется на развитие туризма и сферы банковского обслуживания. Эти области народного хозяйства связаны с присутствием многочисленных иностранных гостей, для которых состояние окружающей среды страны пребывания имеет немаловажное значение. Эта особенность налагает определенные ограничения на развитие промышленности и энергетики.

Необходимые темпы производства электроэнергии в Ливане вполне могут быть обеспечены широким использованием экологически чистых возобновляемых энергоисточников — ¡идроэнергии в разных ее вилах, энергии солнца, ветра, биомассы. Для разработки реальных планов развития энергетики Ливана необходима оценка экономических ресурсов возобновляемых источников энергии, анализ их территориального распределения и возможностей практического использования. --------

В связи с перечисленным сформулирована цель диссертационной

работы — разработать для государственных планирующих органов Ливана научно обоснованные рекомендации по ориентации энергешки на широкое использование экологически чистых возобновляемых источников энергии.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

—исследование тенденций развития мировой энергетики с учеюм их глобального влияния на экологическую ситуацию на Земном шаре; —анализ современного состояния народного хозяйства, энергетики и электроэнергетики Ливана с учетом исторических, национальных, экономических особенностей и тенденций развития страны; —анализ применяемых методик по расчету энергопотенциала возобновляемых источников энергии — солнца, ветра, различных видов гидравлической энергии, геотермальных источников и биомассы и установление возможности использования этих методик для условий Ливана; —подтверждение имеющихся оценок ресурсов возобновляемых источников

в Ливане и определение приоритетных направлений их использования; —формулировка задач изыскательских и проектных работ, необходимых для уточнения ресурсов возобновляемых источников энергии в Ливане для разработки обоснованных планов их использования. При решении поставленных задач использовались современные методы и средства научных исследований, основанные на применении статистических данных и апробированных меюдик расчета. Для определения количественных результатов применялась вычислительная техника. Научная новизна диссертационного исследования: 1. Поставлена и решена задача ориентирования развития электроэнергетики отдельной взятой страны на использование возобновляемых источников энергии с учетом мировых тенденций развития энергетики, обусловленных неблагоприятным развитием экологической ситуации и истошением'ресурсов* органического топлива на Земле.

2. Выполнен сравнительный анализ ресурсов возобновляемых источников энергии в Ливане и установлена приоритетность их использования для различных регионов страны.

3. Сформулированы задачи дальнейших работ но уточнению ресурсов возобновляемых источников энергии в Ливане с целью разрабснки обоснованных планов их использования.

Рабочая гипотеза диссертационного исследования предполагает, что разработка планов развития энергетики отдельно взятой страны (Ливана), должна производиться с учетом основных тенденций мирового развития, которые, в том числе, заключаются во всемерном вовлечении в использование возобновляемых экологически чистых источников энергии. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Энергетика и электроэнергетика Ливана должны ориентироваться на широкое использование возобновляемых источников энергии; это будет соответствовать основным тенденциям развития мировой энергетики и улучшению экологической ситуации в стране, а также обеспечит ее экономическую независимость в ближайшем будущем.

2. Использование энергии солнца является наиболее предпочтительным направлением развития электроэнергетики Ливана во всех его областях.

3. Гидравлическая энергия рек имеет определенные перспективы развития в Ливане; гидроэлектростанции являются единственным источником электроэнергии, способным обеспечить оабильность работы электроэнергетической системы.

4. Энергия морских ветровых волн, геотермальных источников, ветра и биомассы может с успехом использовался в соответствующих географических районах Ливана.

Практическая значимость результатов диссертационного исследования заключается в возможности использования разработанных рекомендаций государственными органами Республики Ливан при разработке планов раз-

вития энергетической отрасли страны, а также проектными организациями

при разработке программ электрификации отдельных отраслей и регионов.

Апробация работы. Основные положения и результат диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах и заседаниях кафедры гидроэнергетики и электроэнергетики возобновляемых источников Московского энергетического института (технического университета).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 203 наименований и 7 приложений. Работа изложена на 242 страницах, включает 61 рисунок, 24 таблицы и 29 страниц приложений.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано (депонировано) две работы.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю диссертационной работы доктору технических наук профессору В.И. Виссарионову за ценные советы и общее руководешо исследованиями. Автор благодарен коллективу кафедры НВИЭ МЭИ (ТУ) за ряд ценных рекомендаций, полученных во время работы над диссертацией

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулированы цель и задачи исследования. Перечислены методы и средства научных исследований, сформулированы научная новизна, рабочая гипотеза и основные положения, выносимые на защиту Описаны практическая значимость результатов, апробация и состав работы.

В первой главе дан анализ современного состояния и перспектив использования возобновляемых источников энергии в мировой энергетике,

подчеркнуты экологические и ресурсные достоинства возобновляемых источников перед традиционным органическим топливом.

Мировая энергетика вносит наибольший вклад в за1рязненис окружающей среды, является самой мощной, активно функционир>ющей глобальной системой, определяющей разные стороны жизни человеческого общества и обуславливающей направление и темпы развития мировой экономики.

Развитие энергетики базируется на невозобновляемых источниках энергии (рис. 1). При существующих мировых тенденциях энергопотребление покрывается за счет использования органических топлив (уголь, нефт ь, газ), а электропотребление — также за счет гидроэнергии и атомной энергии.

Топливно-энергетический кризис, начавшийся в 1973 г. и выразившийся в резком повышении нефтедобывающими странами цен на нефть и охвативший все развитые страны, коренным образом изменил ситуацию в области покрытия ими потребностей в топливе и энергии. Он стал побудительным толчком к разработке новой технической политики в области энер1стики. К тому времени уже было ясно, что затраты на добычу органического топлива постоянно растут, их запасы сокращаются, потребление нефти и газа

Основные виды первичных источников энергии

Г"

Невозобновляемые

I >нергия тралкмиоиомх I горючих | ископаемых

I

У о Ш -нгфтъ

отечная

'»'.ергир

1_.

Возобновляемые

I глуоишюс| | тел'го I Зем 1и

3ltl.pi ИЯ |

горючих | знерго- . ресурсов

энергий

«.о,» 1 а

( энергня ветра

I

-геугсрхлЧьныЯ |- биомасса

тетсвой потэк | грешхкны -ги^руир N арси(..иын мольные | уголь горф рССууы !

пегрогеотер [ ~ нг (вькая м«к1ькые бжжлс*

| ыергня I Мирового 1 оксала

| «^нур 'А 1 рЛДИСНГ

энергия ВСТрОВЬ X

волн

гилро-экеоп'я

КрУ(!И1 IX

во ю окоп ПОДО0К09

Рис. 1. Основные виды первичных источников энергии

неэнергетическими отраслями увеличивается. Ужесточились требования к охране окружающей среды, выразившиеся в ограничении возможностей размещения тепловых и атомных станций. Существенно изменилось оптимистическое мнение о возможностях и направлениях будущего развития топливно-энергетического хозяйства, о путях удовлетворения потребностей в энергии, о роли мер по экономии топлива и электрической энергии.

При существующем уровне потребления энергии в мире современная обеспеченность традиционной нефтью оценивается в 35-65 лет, газом в 4470 лет и углем в 320-400 лет. Все геологические запасы органического топлива на Земте будут исчерпаны к концу XXI века. Таким образом, необходим поиск путей перехода к новым источникам энергии, способным на длительный период обеспечить растущие потребности человечества. В то же время, потенциальные ресурсы возобновляемых источников энергии значительно превышают настоящие и перспективные потребности человечества.

Долговременные перспективы развития энергетики — проблема, которая переходит из разряда специальных в одну из центральных проблем мирового сообщества. Энергетика является главным фактором антропогенного воздействия на окружающую среду.

Процесс сжигания органических топлив связан с выбросом в атмосферу твердых отходов, углекислого газа и тепла. При этом, если количество твердых выбросов можег быть снижено специальными устройствами, то избежать выбросов углекислого газа и теплового загрязнения атмосферы теоретически невозможно. Сжигание органического топлива означает вовлечение в энергетический оборот источников, которые в своем естественном состоянии не оказывают влияния на энергетический баланс планеты.

Важнейшую роль в тепловом балансе играют так называемые тепличные газы (так называемый парниковый эффект). Прогнозы повышения средне-глобальной температуры к концу наступившего столетия приводят к значениям в 4-6°С по сравнению с доиндустриальной эпохой (до 1850 I.), что существенно выше наблюдавшихся в течение всего четвертичного периода

геологической истории (последние 2 млн. лет). Беспрецедентный рост температуры в течение столь короткого времени вызывает обоснованную тревогу за устойчивость климатической системы и состояние находящихся от нее в полной зависимости гидросферы, биосферы и системы мирового хозяйства. Мировое сообщество готовится к принятию всеобъемлющих мер по защите климата, однозначно понимая под этим предотвращение дальнейшего нагревания земной атмосферы, что может быть реально достигнуто лишь за счет уменьшения потребления ископаемого топлива.

В последние годы выполнен ряд научных исследований, посвященных обоснованию путей развития энергетики развивающихся стран, в том числе и Республики Ливан. Рассмотрены проблемы определения потенциала возобновляемых источников энергии, проанализированы методы расчета этого потенциала. Аргументом в пользу создания энергоустановок на базе возобновляемых источников энергии является доступность и возобновляемость, близость к потребителю и экологическая чистота. Однако, системного анализа путей развития энергетики отдельно взяюй страны, основывающегося на их использовании, выполнено не было. Исходя из этого и основываясь на положениях, высказанных в первой главе относительно тенденций развития энергетики развивающихся стран, с учетом индивидуальных исторических, социальных, экономических и ресурсных особенностей, выполнена попытка ориентирования путей развития энергетики Ливана, родины соискателя, методология которого могла бы быть использована применительно к другим странам.

Вторая глава посвящена характеристике современною состояния экономики и энергетики Ливана, оценке перспектив развития ею народною хозяйства. Гео1 рафически Ливан разделен на четыре региона, имеющих вытянутую форму: береговая полоса Средиземного моря, западная пепь "Ливан", 1 лубокая плодородная долина Бекаа, восточная цепь "Ашиливан".

Ливан называют «Швейцарией востока» не только из географических соображений, но и за мягкий субтропический, "настоящий средиземномор-

ский" климат и красоту природы. Ливанский берег в течение многих веков являлся главным узлом торговых, культурных и других связей между востоком и западом, поэтому исторически сложилось так, что 3/4 ливанцев проживают в городах и поселках, расположенных вдоль берега, более половины населения проживает в столице.

До 1975 г ливанская экономика опиралась на доходы от сферы туризма и сервиса. Доля аграрного сектора не превышала 20%, а промышленности — 17%. Страна обеспечивала себя основными сельскохозяйственными продуктами и экспортировала овощи и фрукты в другие страны.

Гражданская война 1975-1990 гг. серьезно повредила экономическую инфраструктуру Ливана, объем причиненного ущерба составляет многие миллиарды долларов. Национальная продукция сократилась наполовину, практически было сведено на нет положение Ливана как мирового туристического и банковского центра.

В последние годы экономика Ливана, пострадавшая в гражданской войне, постепенно восстанавливается и развивается в направлении расширения сферы услуг.

Электроэнергетическая система (ЭЭС) охватывает всю территорию страны. На начальном этапе развития энергетики Ливана преобладающую роль играли ГЭС, в 1948 г. они составляли 61% по мощности и 65,8% по выработке электроэнергии. Доля ГЭС была значительной и позже (в 1978 г. — 37,3% по мощности и 52% по выработке).

Основной источник топлива в Ливане — нефть, проходящая транзитом по территории страны по двум нефтепроводам из Ирака и Саудовской Аравии. Основной вид топлива, используемый на электростанциях, кроме газа, —мазут, имеющий относительную высокую стоимость.

В настоящее время структура генерирующих мощностей не выдерживает никакой критики. Даже на традиционный возобновляемый источник энергии — гидравлическую энергию рек -— приходится лишь 2,8%.

Для Ливана эта проблема многократно усложняется ввиду гого, что страна не располагает собственными месторождениями органического топлива и урановых руд, поэтому энергетический кризис в Ливане носит острый, даже хронический характер.

Перспективы развития народного хозяйства страны находятся под большой угрозой, поскольку энергоснабжение ориентировано на полностью импортное, постоянно дорожающее органическое топливо По причине малой доли ГЭС ограничены и регулирующие возможности энергосистемы; оказывается угнетающее влияние на окружающую природную среду в результате сжигания органического топлива. Выход из сложившейся ситуации— ориентация на широкое использование возобновляемых источников энергии, в достаточном количестве имеющихся в Ливане.

Третья глава посвящена вопросам использования солнечной энергии — основного по объему источника возобновляемой энергии для Ливана.

Количество солнечного излучения, поступающего к поверхности Земли в определенном географическом месте (инсоляция) зависит от широты местности и местного климата, от высоты местности над уровнем моря и атмосферной массы, уровня загрязнения воздуха, изменяется с сезонными коле-

баниями расстояния от Земли до Солнца. На протяжении дня радиация может сильно колебаться в зависимости от облачности небосвода.

Валовой потенциал солнечной энергии, приходящейся на юризонталь-ную площадку, определяется по формуле

Э^ЬГ-Р, [кВт-ч], 1=1

где 1[ор [кВт-ч/м2] —■ средняя годовая суммарная солнечная радиация в 1-ой зоне территории; Б, — площадь ¡-ой зоны, [м2].

На основании определяемых данных по с учетом хехнических показателей солнечной фотоэлектрической установки (СФЭУ), определяется технический потенциал

12

о _ тг V чгор

тех -лпp¿JтеXj '

И

где Кпр — коэффициент пересчета данных по солнечной радиации с горизонтальной площадки на наклонную. Месячные значения технического по1ен-циала солнечной энергии, приходящегося на горизонтальную площадку, рассчитываются по формуле

Э-^Э^.р.т.тЬз [кВт-ч], 1=1

где Э?™ — суммарное значение вaJIoвoгo потенциала в месяц; т -0,85 — коэффициент свегопропускания защитного покрытия модулей СФЭУ; ц —

коэффициент полезного действия солнечных элементов.

Исходя из важности определения суммарной солнечной радиации на земной поверхности и вследсгвие трудности расширения сети точек, измеряющих ее составляющие, предложены формулы для определения солнечной радиации на основе детальной климатической информации. Такой подход к решению задачи является единственно возможным в условиях Ливана для определения гелиоресурсов.

Исходя из метеорологических данных, для получения средней и месячной солнечной радиации на территории Ливана, был выполнен расчет этих составляющих с помощью математических соотношений, и оказалось, чю их справедливо применять для территорий, находящихся в диапазоне широг между 45° с.ш. и 45° ю.ш.

Правильность подхода к разработке методики определения среднемесячной суммарной солнечной радиации на горизонтальной поверхности Ливанской территории показывают результаты расчетов для гг. Бейрута, Бааль-бека, Бахтима, Порт-Судана, Эр-Рияда и Эль-Кувейта, приведенные в диссертации. В этих расчетах применялись метеорологические данные, приведенные в приложении к диссертации.

Анализ полученных кривых среднемесячной суммарной радиации позволяет сделать вывод о том, что с точки зрения ресурсов солнечной энергетики Ливан разделен на следующие три зоны: прибрежная, горная, внутренняя.

Солнечная энергия может стать основным видом энергоресурсов во многих арабских странах. За год Аравийский полуостров получает вдвое больше энергии от Солнца, чем дают все нефтяные месторождения. Ливан располагает значительными ресурсами солнечной энер!ии. Годовое количество энергии солнечной радиации, поступающей на 1 м2 херритории, составляет около 1800 кВт • ч. Потенциальный теоретический ресурс солнечной энергетики на всей территории Ливана составляет приблизительно 1,9 ■ 1013 кВт • ч/г. Даже при КПД преобразования 10% и использовании под солнечные установки 1% территории технический ресурс составит 1,9- 10 кВт • ч/г. Это значение в три раза больше современной выработки электроэнергии в стране и существенно больше, чем ресурсы всех других первичных источников энергии, как возобновляемой, так и невозобновляе-мой. Поэтому государственная энергетическая политика в Ливане должна строиться с учетом всемерного развития гелиоэнергетики. Развитие гелио-энергетики в Ливане пока сдерживается отсутствием приоритетов в государ-

ственной энергетической политике, малочисленностью и слабостью подготовки производственных, инженерных и научных кадров.

В че1вертой главе рассмотрена гидрографическая сеть Ливана и отмечены особенности использования энергии речных потоков.

Практически все реки в Ливане могут быть отнесены к малым, на них могут быть построены малые ГЭС. Важной особенностью определения энергопотенциала реки является то, чго этот потенциал должен быть определен в совокупное ги с выбором мощности малой ГЭС, которая выбирается с учетом запросов потребителя.

В качестве первоначальной оценки энергетической мощности рек (теоретический потенциальный ресурс) может быть названа цифра в 1000 МВт. Технические возможности в гидроэнергетике позволяют использовать около 50% теоретических ресурсов, при этом технический гидроэнерг опотенциал составит около 4,4 • 106 МВт • ч/год.

Суточная неравномерность потребления электроэнергии входит в противоречие с особенностями поступления энергии па электростанции в случае использования возобновляемых энергоисточников. Ветер дует тогда, когда для этого складываются соответствующие атмосферные условия, то есть в большинстве случаев в случайные периоды времени, солнце светит только днем, волны набегают на берег только тогда, когда есть ветер, биогаз вырабатывайся в установке равномерно в течение суток. Отсюда возникает серьезная техническая проблема перераспределения электроэнергии во времени, от одного графика — производства ■— к другому графику — потребления. Эта проблема может быть решена только при наличии какой-либо аккумулирующей емкости, наполняемой при наличии излишков электроэнергии и выдающей ее по юму 1рафику, который диктует потребитель.

При небольших мощностях потребления роль аккумулятора может выполнять электрическая аккумуляторная батарея. При больших мощностях, достигающих нескольких киловатт или, тем более, нескольких десятков ки-

ловатт, роль аккумулятора-регуляторов могут выполнять исключительно гидроэнергетические установки — гидравлические или гидроаккумулирую-щие электростанции. Значительная густота речной сети на наиболее обжитой территории Ливана делает весьма актуальной более глубокою проработку проблемы комплексного использования возобновляемых источников энергии, где роль регулятора местных электроэнергетических систем с успехом могли бы выполнять малые гидроэлектростанции и микрогидрозиергетиче-ские установки. Исследование этой проблемы целесообразно выполнить для условий Ливана в ближайшем будущем.

В пятой главе кратко рассмотрены возможности использования и сделана попытка оценки потенциала энергии ветра, морских ветровых волн, морских приливов, тепловой энергии Средиземного моря, гео1ермальной энергии и энергии биомассы.

Годовые потенциальные запасы энергии ветра огромны. Имеется оценка, согласно которой они составляют около 3300 ■ 1012 кВт-ч или 0,7 • 1021 Дж. Считается возможным практически использовать лишь 10-12% этих запасов. Энергия ветра отличается своей доступностью и дешевизной Ветроэнер1е-тика с ее современным техническим оснащением является вполне сложившимся направлением энергешки.

Важнейшей характеристикой энергетической ценности ветра является его скорость. Но в зависимости от метеорологических и географических факторов непрерывная длительность ветра в данной местности, скорость и направление изменяются по случайному закону Фи ¡. Поэтому точное определение значения ветровой энергии в определенный момент времени невозможно, и оценку запасов ветровой энергии производят по средней скорости ветра за определенный промежуток времени. Суммарное значение ве1-ровой энергии за длительный промежуток времени рассчитывают с высокой достоверностью, поскольку средняя скорость ветра и ее частота распределения в течение года или в многолетнем периоде изменяется мало

Расчет технического потенциала ветроэнергетики на 1 км2 поверхности производится при известной зависимости Фи, по формуле

у макс

этехн= ^ ктУЛ(У1).фи1-8760-10-3 1МВт-ч/км2-г|,

уМИН

где (V,) -- удельная мощность всех ВЭУ, которую можно получить с

1 км2 поверхности при заданной схеме их размещения.

Технический потенциал ветроэнергетики страны составит

т

отехн __ чр о 1ех г ^ уЛ;' Г1 '

1=1

где Б, — площадь ¡-ой зоны (км'): ср=2у 2

Ф=1 Ф-1

где ср,, — широта и долгота данной зоны. Технические ресурсы ветроэнер!етики в Ливане соствляют около 1,8 млн. кВт, возможная энергия при этом 15,8 млн. МВт-ч. Это в несколько раз больше, чем вырабатываемая электроэнергия в Ливане.

Облаем применения мелких и крупных ВЭУ, вызываемая соображениями экономической целесообразности, различна. Ветроэлекфические уста?

новки малой мощности миут использоваться при сравнительно небольших среднегодовых скоростях ветра, и эксплуатация их экономически выгодна лишь для небольших объектов, далеко отстоящих от высоковольтных линий электропередач. Строительство крупных ВЭУ экономически оправдывается для районов с высокими среднегодовыми скоростями ветров и при отсутствии источников дешевой электрической энергии.

Удельная энергия ветровых волн Средиземного моря состав аяет 23,7кВт/м. Энергия волн за год составит 208- ' О3 кВт • ч/м. Учитывая, что длина ливанского побережья достигает 200 км, годовая энергия волн вдоль всего побережья оценивается в 41,6 млн. МВт • ч/г.

Ввиду того, что современная техника позволяет извлечь лишь от 5% до 30% потенциальных ресурсов энергии волн, технические ресурсы волновой энергетики составят 2,1-12,5 млн. МВт-ч/г.

В практическом отношении преобразование энергии приливов имеет смысл в тех месшх побережья Мирового океана, где массы воды из океанской акватории выходят на пологое дно шельфа. При этом высота приливной волны возрастает многократно по сравнению с волной на глубокой воде. Высота прилива на Средиземном море, в случае его широкого выхода в Атлантический океан, также могла бы быть заслуживающей внимания. Однако от океана Средиземное море почти отделено и сообщается только через узкий Гибралтарский пролив. Собственной воды в Средиземном море недостаточно, чтобы сформировать мощную приливную волну в восточном торце моря. Поэтому высота прилива на побережье Ливана не превышает нескольких сантиметров, и по этой причине не приходится говорить о промышленном преобразовании энергии прилива.

Океанские (морские) тепловые электростанции в морских границах территории Ливана имеют малую перспективу. При тщательном изучении влияющих факторов и развитии технологий, не исключена возможность освоения этого источника энергии в будущем.

Тепловая мощность, которую можно получить от геотермальных источников Ливана при глубине их залегания 3 км, существенно зависит от температурного 1радиента этих источников. С 1 км2 для следующих трех значений температурного градиент: 23,4°; 25°; 26,6°С — можно получить следующую тепловую мощность:

Первое из приведенных значений характерно для северных районов Ливана, последнее — для южных. Ливан расположен вблизи границ плит. Расчеты показывают, что потенциал геотермальной энер1ии страны достаточно велик, Вместе с тем, вывод о целесообразности извлечения тепла из-под ливанской земли можно делать лишь после специальных разведывательных работ. Ограниченность территории Ливана не позволяе! осуществить широко-

масштабную геологоразведывательную работу. Поэтому оптимальным вариантом может стать разработка межгосударственной программы по определению и испочьзованию потенциала геотермальной энергии на всем Ближнем Востоке.

Биомассой называются органические соединения, из которых состоя! растения и животные. Все продукты фоюсинтсза, как в виде растительной массы, так и виде органических продуктов, могут быть использованы для получения топлива и энергии Мировое потребление энергии за год составляет всего одну десятую часть того эквивалента энергии, которая ежегодно образуется в процессе фотосинтеза. Накопленная в биомассе растительного мира энергия эквивалентна значению доказанных запасов органического топлива. Общее количество биомассы, ежегодно образующейся на Земле, в несколько раз превышает суммарную годовую мировую добычу нефти, газа и угля. Переработка отходов наряду с получением энергии позволяет осуществлять санитарную очистку местности, а при использовании некоторых технологий переработку остатков, которые могут служить источником ценного удобрения или кормовой добавки.

Есть два основных способа получения топлива из биомассы: традиционный, с помощью термохимических процессов (в основном сжигание) и пу1ем биотехнологической переработки. Хотя Ливан не богат древесным топливом, вопрос об использовании этого вида возобновляемых источников энергии не является исчерпанным Следует рекомендовать обрабатывать коммунальные отходы крупных городов, которые нуждаются в организованном и чисюм облике. Утилизация отходов не только обеспечивает чистоту города, но и позволяет преобразовать биотопливо из этих отходов в электроэнергию.

Установки для производства биогаза являются наиболее характерными и самыми простыми для изютовления в индивидуальных хозяйствах по сраь-нению с малыми энергоустановками, использующими другие виды возобновляемой энергии. Биогаз для домашнего потребления может производиться из местных сельскохозяйственных отходов (навоз, солома, продуктовые отходы и т. п.), отходов местного промышленного производства и другого биотоплива, в достатке имеющихся в сельских районах Ливана.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Структура современной мировой энергетики, 95% коюрой основывается на сжигании органического и «сгорании» атомного топлива, подвергается жесткой и справедливой критике в связи с недопустимым ее воздействием на окружающую среду. Использование органического и атомного топлива приводит к критическому антропогенному потеплению климата из-за выброса в атмосферу добавочного тепла, количество которого начинает составлять заметную долю от обшей солнечной радиации, и загрязнению атмосферы парниковыми газами. Принятым международным сообществом Киотским протоколом уже реально ограничивается развитие промышленности передовых в техническом отношении стран, достигших разумных пределов в выбросах в атмосферу парниковых газов. Развивающиеся страны в своем энергетическом развитии должны учитывать опыт, полученный в последних десятилетиях промышленно передовыми странами, и при формировании стратегии развития энергетики опираться на собственные ресурсы эколо1ически чистых возобновляемых источников энергии.

2. Единственной альтернативой надвигающейся экологической катастрофе является быстрый и масштабный переход на использование экологически более чистых возобновляемых первичных источников — гидроэнергии, энергии солнца, ветра и биомассы, утилизация которых не приводит к выбросу в атмосферу дополнительною тепла. Возобновляемые первичные источники энергии характеризую 1ся постоянством ресурсов на протяжении длительных периодов времени, в отличие от ископаемых топлив, запасы которых в обозримом будущем иссякнут, и по мере истощения их стоимость будет быстро возрастать.

3. Электроэнергетика обладает экологическими недостатками, характерными для общей энергетики, гак как на 85% основана на использовании органиче-

ского и атомного топлива. Для того, чтобы использование возобновляемых источников энергии вышло на требуемый уровень, необходимо соверши /Ь революцию в наших представлениях об этих источниках, создать в обществе предпосылки к широкому внедрению соответствующих устройств, подгою-вить специалистов, которые могли бы разработать такие устройства и правильно эксплуатировать их.

4. Современное государство Ливан занимает территорию, имеющую древнюю историю, материальные следы которой способны привлекать многочисленных туристов; климат страны способствует развитию курсртно! о бизнеса. Географическое положение Ливана издревле определяло сю роль как перекрестка торговых путей между Востоком и Западом; сегодня эти функции занял банковско-финансовый бизнес. В условиях наплыва большого количества иностранных гостей надежность электроснабжения имеет важное значение. Упор в развитии электроэнергетики Ливана должен быть сделан на строительство местных электростанций, использующих преимущественно возобновляемые источники энергии. Для Ливана, в экономике которого туризм играет столь значительную роль, использование возобновляемых источников энергии имеет еще и важное рекреационное значение.

5. Месшое энергообеспечение эффективнее повышать за сче1 местиых знсрго-источников, которыми в сельскохозяйственных районах Ливана являются энергия солнца, ветра, течения рек, биомасса Структура генерирующих мощностей в современной электроэнергетической системе Ливана, основанных почти полностью на станциях, сжигающих органическое топливо, не удовлетворяет экологическим требованиям, требованиям по регулированию мощности, и ставит под угрозу безопасность страны, поскольку зависит от импорта энергоресурсов. Эти особенности определяют острую необходимость широкого вовлечения в использование экологически чистых возобновляемых источников энергии, потенциальные ресурсы которых в Ливане необходимо уточнить или оценить заново.

6. Ливан располах ает богатыми ресурсами возобновляемых источников энергии солнца, ветра, вефового волнения на побережье Средиземного моря, внутреннего хешха Земли и биомассы. Ресурсы каждого из эшх ьидов энергии превышаю! современный уровень похребления оперши в с храпе Ресурсы гидравлической энергии рек вполне достаточны для обеспечения качесх-венного регулирования электроэнергии в электроэнерх схической ежнеме Ливана.

7. Перечисленные источники электроэнергии могут успешно использоваться как на крупных электроэнерх стических установках для подачи электроэнергии в объединенную энергосистему, так и для обеспечения элекфоэнергией изолированных похребителей, преимущественно в сельскохозяйственных районах.

Основные положения диссертации офажепы в следующих публикациях

1. Эль Хадж Хассан Абдалла, Виссарионов В.И. Анализ состояния элср-гехической системы Ливана. М., 2005. - 17 с. - Деп. в ВИНИТИ 22 09.2005 - X» 1250 - В 2005.

2 Эль Хадж Хассан Абдалла, Виссарионов В.И. Ориешировапие электроэнергетики Ливана на использование возобновляемых источников эпер! ии. М., 2005. - 33 е.- Деп. в ВИНИТИ. 22.09 2005 - № 1251 В 2005.

Подписано в печать К №'С!)Г. Зак. Ш Тир. Ш П.л. !,Ь Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

»1717 5

РНБ Русский фонд

2006-4 16291