Қайта жаңартылатын энергия кӛздерінің қоры
Унаспеков Б.Ә., т.ғ.д.проф., Қонарбаева Ж.Б., аға оқытушы
Республика Казахстан, г. Астана, Евразийский национальный университет им.
Л.Н.Гумилева Анотация
В этой статье приведены сведения об использования возобновляемых источников энергии.
Күн энергиясы
Энергияның қуатты кӛзі- Күн энергиясы. Күннің жерге беретін энергиясы күн сайын әлемнің электр стансалары ӛндіретін электр энергиясынан мыңдаған есе кӛп.
Қазақстан аймағына түсетін күн энергиясының жылдық потенциялы 340 млрд. МВт бағаланады.
Жердің бетіне түсетін күн энергиясының 15% адамдардың тіршілік әрекетін қамтамасыз етуге жеткілікті деп саналады. Бұл үлес 63000 млрд. МВт сағатқа шартты отынның 7700 млрд. тоннасына тең. Оның жылдық энергетикалық қуаты жер қойнауында жатқан отыннан алынатын энергияның барлығына дерлік бірнеше есе кӛп.
Күн энергиясын пайдалану мақсатында үлкен жұмыстар АҚШ-та, Францияда, Германияда, Жапонияда, Индияда, Канадада және басқа да елдерде қарқынды жүргізіліп келеді.
Қазақстанның географиялық орналасуы және және климаттық жағдайы қоңыр салқын, бұл аймақ жер белбеуінің орталық және оңтүстік ендіктерінде және де субтропикке ауысу жолағында орналасқан(40 және 50 с.ж.ш. аралығында, батыстан шығысқа 2995 км және солтүстіктен оңтүстікке 1600 км-ге созылып жатыр) сондықтан, күн энергиясын пайдалануға үлкен мүмкіндік береді.
Қазақстанның териториясында күннің сәулелену ұзақтығы ӛте жоғары(3100 сағатқа дейін) жалпы сәулеленудің бақыланатын аймағы 1900,5 мың.км. құрайды. Сондықтан Қазақстанның кӛптеген аймақтарында күн энергиясын пайдаланудың мүмкіндігі ӛте жоғары. Мұндай аймақтарға ақтӛбе, Орал, Қарағанды, Семей, Атырау, Қызылорда, Оңтүстік Қазақстан, Жамбыл, алматы облыстары және Павлодар облысының оңтүстік бӛлігі жатады.
Жел энергиясы
Қәзіргі уақытта әлемде жел энергиясын пайдалану үлкен жолға қойылып отыр оның кӛшбасшысы АҚШ, мұнда жел энергетикалық қондырғылардың (ЖЭҚ) саны шамамен 18 мың, қуаты 1500 МВт құрайды. Қуаттылығы бірнеше кВт-тық жел электр стансалары (ЖЭС) АҚШ-та, Данияда, Ұлыбританияда, Канадада, Германияда, Швецияда, Нидерландыда, Францияда салынған.
Қазақстан териториясында жел ресурстары бар аймақтар жеткілікті. Кейінгі мәлеметтерге қарағанда жонғар және Қаратау аймақтарында желдің энергетикалық ресурстары ӛте жоғары. Міне осы салада ғылыми-техникалық ізденіс жұмыстары кеңінен жүргізілетін болса болашақта Қазақстанның энергетикалық тәуелділігін тӛмендетуге және экономикалық мәселесін шешуге толық мүмкіндік бар.Европалық жел стансалары желдің орташа жылдамдығы 4-5 м/с болғанда жұмыс істей бастайды, ал Қазақстанда орташа жел жылдамдығы 8-10 м/с болатын 10 аймақ бар.
Жоңғар қақпасындағы жел тұратын аймақтың ұзындығы 20 км және ені 10-15 км болатын тау аралық алқапты құрайды. Күшті және ұзаққа созылған дауылдар кӛбінесе жылдың суық кезеңінде байқалады. Жекелеген дауылдың ұзақтығы 50-ден 100 сағатқа дейін, кей жағдайларда 250-300 сағатқа дейін жетеді, желдің максималды жылдамдығы 40-60м/с дейін барады. Басқа болашақ аудандарға Ерментауды (Ақмола облысы) 3700кВт, с/м2, Форт Шевченко 4300кВт, с/м2, (Каспий теңізі жағалауы), Қордай – 4000кВт, с/м2, (Жамбыл облысы) және тағы басқа аймақтарды жатқызуға болады. Жамбыл облысындағы
Бурный поселкесіндегі Шақпақ жел корридорында желдің орташа жылдамдығы 24м/с, бұл қуаты 5 мегаватт болатын бірқатар сериялы жел станцияларын салуға мүмкіндік туғызады. Жел энергиясының течникалық пайдалану мүмкіндігі Қазақстанда 3млрд.
кВт/сағ тең. Ірі жел электростанцияларын (ЖЭС) салу үшін қазіргі кезде он бес болашақ алаңдар таңдалып алынған. Республиканың кей жеплерінде жел потенциялының бір шаршы км ге 10мегаваттқа дейін жетеді – бұл желдің бірегей потенциялы, мұндай потенциял дүние жүзінде ӛте аз кездеседі. Елдің 2030 жылға дейінгі жел энергетиканы дамыту программасында 2010 жылға дейін ЖЭС-нің қуатын 500Мвт-қа дейін жеткізу кӛзделіп отыр (1-кесте). Қазақстанда жел энергетикасын дамытуды қолдау үшін ПРООН бірнеше жобаларды ұсынып отыр. Қазіргі кезде халықаралық стандартпен компьютерленген метеопосттар кӛмегімен нақтылы алаңдарда ЖЭС құрылыстары үшін жел энергиясын ӛлшеу жұмыстары жүргізілуде.
1-кесте - Қазақстанның жел потенциялы
Аймақ Орындалған ауданы
мың км2 Потенциял қорлары
млрд.кВт сағ/жыл
Шығыс Қазақстан 277,1 300
Оңтүстік-Шығыс 223,2 3100
Оңтүстік Қазақстан 499,9 5600
Солтүстік Қазақстан 237 2700
Орталық Қазақстан 762,8 9100
Батыс Қазақстан 729,2 8800
Қазақстан бойынша 2718,1 32200
Геотермальды энергия
Жерқыртысының терең бӛліктерінде табиғи түрде ыстық су және су буы қорлары пайда болады (геотермальды энергия). Мұндай энергетикалық қорлар Исландияда, Жапонияда, Филиппинде, Францияда, Венгрияда, Жаңа-Зеландияелдерінде кӛп кездеседі.
Бүгінгі таңда 58 мемлекет ӛздерінің геотермальды қор жылуын тек электр энергия ӛндірісіне емес, сондай-ақ жылу түрінде пайдаланып отыр.
Қазіргі уақытта геотермальды энергия кӛздерін табуға негізінде фонтан (бұрқақ) әдісі қолданылады. Жердің орташа температурасы әрбір 100м тереңдікте 30С жоғарылайды.
Осылай 20км тереңдікте температура 700...8000С мӛлшеріне кӛтеріледі. Геотермальды энергияның негізгі кӛзі жер бетіне бағытталған жер ядросының балқыған жылу ағынынан пайда болады.
Жер қыртысы астындағы таулы нәсілдерді балқытуға, магмаға айналдыруға бұл жылу жеткілікті. Магманың кӛп бӛлігі жер астында қалыпп қояды және пеш тәрізді қоршаған ортаны қыздырады. Егер жер асты сулары осы жылумен кездессе, олар да қатты қызады, кейде 3710С-қа дейін, кейбір жерлерде, әсіресе материктердің тектоникалық плитасының жан-жағында.
Геотермальды энергия кӛздерін бұрғылау ұңғымаларының кӛмегімен табуға болады.
Термальды артезианды бассейндер таулы аймақтарда Альпы, Карпат, Қырым, Кавказ, Копет-Даг, Тянь-Шань, Памира, Гималайда бар. Бұл бассейндердің термальды сулары бағалы элементтерді шығарып алу үшін минералды шикізат ретінде қолданады.
Бұрғылаудың дамуымен 10-15км тереңдң жоғары жылу кӛздерін ашу – болашақтың мақсаты. Мұндай тереңдікте кейбір аудандарда температурасы 3500С және одан жоғары.
Қазақстанның кӛптеген аймақтарында жер асты термальды ыстық сулардың қорлары Оңтүстік Қазақстан, Қызылорда, Атырау, Жамбыл облыстарының аймақтарында және Алматы облысының таулы және ойпатты жерлерінде кездеседі.
Бұл энергетикалық қорлар келешекте ауыл шаруашылығын және жаңа ӛндіріс орындарын жылу және ыстық сумен қамтамасыз етуге, сонымен қатар экономикалық және экологиялық мәселелерді шешуге де мүмкіндік береді.
Қазіргі уақытта геотермальды энергия екі негізгі бағытта қолданылады: жылумен қамдау және электр энергиясын алу.
Бірқатар технологиялар және жетілдірілген құрылғылар жылу және электр энергиясын жеке және құрамдастырылған ӛндіріс үшін пайдаланады. Мысалы, Ресейдің Паужет, Мутнов геотермальды станциялар тереңдігі 0,5-3км жер астынан табылатын су бу қоспа табиғи кен орнынан негізделген.
Гидроресурстар (Су ресурстары)
Қазақстанның жылдық су ресурстар қоры 170ТВт құрайды, ал қазіргі таңда оның тек 7- 8ТВт шамасын ғана жылына пайдаланады.
Гидроэнергетикалық ресурстардың ӛте жоғары шоғырланған жері республиканың Шығыс және Оңтүстік-Шығыс аймақтары. Ондағы Ертіс ӛзенінің гтдроэнергетикалық потенциалы ӛте жоғары, оның ағысында Бухтарма (675МВт), Убой, Ұлба, Шульба (702МВт), Семей (312МВт) гидроэлектрстансалары орналасқан.
Оңтүстік-Шығыс Қазақстандағы 2 су бассейніне бӛлуге болады. Іле ӛзені (су қоры Іле Алатауынан жиналады) және Балқаш, Алакӛл (су қорлары Жоңғар, Алатау, Тарбағатай тауларындағы сулардан толады) кӛлдерінің шығыс аймақтарына жатады. Оңтүстік- Шығыстағы ӛзендердің саны 874, оның 66-сы, яғни 7,6%-не, Іле ӛзені бассейнінің 379, оның 25-і (6,6%) ӛзеннің, ал Балқаш және Алакӛл кӛлдерінің ойпатындағы 495, оның 41 (8,3%) ӛзеннің арналарына гидроэлектрстансалар салуға болады. Болашақта гидроэлектрстансаларды – Іле, Чарын, Шілік, Қаратал, Кӛксу, Тентек, Чаргос, Текес, Талғар, Үлкен және Кіші Алматы, Үсек, Ақсу және Лепсі ӛзендерінің арнасына салуға болады.
Қазіргі кезде Іле ӛзенеінің бойында Қапшағай ГЭС (364МВт), ал Үлкен және Кіші Алматы ӛзендерінің каскадтарында қуаттылығы 61 МВт құрайтын ГЭС-тер бар.
Оңтүстік Қазақстанның аймағында ағатын Сырдария, Талас және Шу ӛзендерінен алатын энергетикалық потенциал 23,2млрд. кВт/сағ.
Солтүстік Қазақстан аймақтарына түсетін гидроэнергетикалық үлес 3 млрд. кВт/сағ, бұл Ешім, Торғай ӛзендерінен және де Теңіз, Қарасор, Каспий теңізін құрайтын – Орал, Ӛзен, Эмба ӛзендерінен ӛндіруге болатын энергетикалық қор. Бұл Республиканың барлық гидроэнергетикалық қорының 1,7% құрайды.
Жалпы қазіргі кезде Қазақстанда гидроэлектрстансаларынан ӛндірілетін электроэнергияның қуаты 2068МВт, жылына ӛндірілетін энергияның шамасы 8,32млрд.
кВт/сағ.
Болашақта елімізде (2010ж) Мойнақ (300МВт) және Кербұлақ (50МВт) ГЭС-терін салу жоспарланып отыр.
Биомаңыз энергиясы
Биогаз ӛнімі газ тәріздес, ол әр түрлі органикалық қалдықтардың ферменттерінің анаэоборлық жолмен ауа бермей ӛңдеудің нәтижесінен пайда болады. Оның негізгі құрамы – метан (СН4), кӛмірқышқыл газы (СО2) 28-43% және де аз мӛлшерде күкіртті сутегі (H2S).
Кез келген мал шаруашылығы бар ӛндіріс орындарында жыл бойы кӛптеген мӛлшерде малдың, ӛсімдіктің және де минералдық заттардың қалдықтары жиналады. Сондай қалдықтардың шіруінен (ферментацияның әсерінен) органикалық тыңайтқыштар пайда болады және одан биогаз және жылу бӛлінеді. Алынған биогаз ӛнімін органикалық отын ретінде пайдаланып арнайы энергетикалық қондырғылардың кӛмегімен жылу немесе электр энергиясын ӛндіруге болады.
Мысалы: 15м3 биогаз семьясында 4-5 адам бар бір үйді (60м2) бір тәулік бойы жылумен және ыстық сумен қамтамасыз етеді. Есеп бойынша 1м3-0,4л керосинге, 1,6кг кӛмірге 0,4кг бутанға тең.
Қазақстанда мал шаруашылығы жақсы дамыған, сондықтан тұрақты жағдайда биомаңыз ӛнімдерін алуға мүмкіндік ӛте жоғары.
Ғалымдардың есебі бойынша қазіргі кезде жылына бізде мал және құс шаруашылығынан кептірілген салмақта – 22,1млн.т, немесе 8,6млрд.м3 газ (ірі қарадан – 13млн.т, қойдан – 6,2млн.т, жылқыдан 1млн.т), ӛсімдік қалдықтарынан – 17,7млн.т (бидайдан – 12млн.т, арпадан – 6млн.т), бұл баламалы 14-15 млн.т шартты отынға немесе 12,4мл.т мазутқа немесе ӛндіріліп отырған мұнайдың жарты кӛлеміне тең. Қазірдің ӛзінде елімізде мал қалдықтарынан қалған ӛнімдерден шамамен 2млн.т.ш.о./жыл биогаз ӛндіруге болады.
Электробиогазогенератор қондырғысының кӛмегімен биогаз ӛнімдерін ӛңдей отырып жылына 35млрд.кВт/сағ. энергия ӛндіруге мүмкіндік бар, бұл ауыл шаруашылығына қажетті энергияның жартысын қамтамасыз етуге жетеді.
Әдебиеттер
1. Бекаев Л.С., Марченко О.В., Пинегин С.П. и др. Мировая энергетика переход к устойчивому развитию. Новосибирск: Наука 2000г
