Жұмыстың идеясы қайта жаңартылатын энергия көздерін пайдалана отырып арзан және экологиялық таза энергияға қол жеткізу

Өнеркәсіптік экология алдында  тұрған мәселелерді шешу құралы өзіне  техниканың және ғылымның заманауи жетістіктерін, сонымен қоса, экономикалық  рычагы және тьабиғатты қорғау заңнамаларын кіргізеді (салық салу, стимулдау). Мемлекеттің экологиялық қауіпсіз дамуы мынадай қағидаттарға негізделеді:

      - табиғи  ресурстарды пайдаланудың экологиялық  мүмкінді шектерін айқындайтын  және қоршаған ортаны сапалы  теңгермелі басқаруды қамтамасыз  ететін шектеулердің, нормативтердің  және шаруашылық әрі өзге де  қызмет жүргізу ережелерінің  ғылыми-негізделген кешенін енгізу  жолымен мемлекеттің тұрақты  дамуы үшін барлық қоғамдық  қатынастарды реттеуге экожүйелік  тәсіл; 

      - экологиялық  қауіпсіздіктің өңірлік және  жергілікті міндеттерінің экологиялық  қатерлердің алдын алудың жаһандық  және ұлттық мақсаттарына бағыныштылығы; 

       -  қоршаған  орта мен адамның денсаулығына  келтірілген залалды өтеудің  міндеттілігі (табиғат пайдаланушылар  мен ластаушылар төлейді);

      - өндірістік  күштерді дамыту мен орналастырудың  экологиялық-экономикалық теңгермелігі (экологиялық сыйымдылық пен аумақтық  жоспарлау қағидаттары);

        -  шаруашылық және өзге де қызметінің  қоршаған ортаға әсерін одан  кейінгі экологиялық және санитарлық-эпидемиологиялық  сараптамалармен бағалаудың міндеттілігі;

        -  халықтың экологиялық ақпаратқа  қол жетімділігін қамтамасыз  ету және оның экологиялық  проблемаларды шешуге қатысуы; 

        -  халықаралық ынтымақтастықтағы  әріптестік және халықаралық  құқық нормаларын сақтау.

Қазақстан Орталық Азиядағы парникты газдарды тастау аймағы болып  табылады. 1994 жылы АҚШ зерттеу Бағдарламалары көмегімен жүзеге асқан ПГ инвентаризациясы Қазақстандағы ПГ меншікті қалдықтары тұрғындардың жанына 15,9 тоннаны құрады, бұл барлық ортаазиялық респудликалар ішінде ең жоғарғы көрсеткіш болып табылады.  Электробекеттер тастайтын көміртек диоксиды абсолютті түрде 1990 жылы 93 млн. Тоннаны көрсетсе, 1994 жылы Қазақстандағы экономикалық дағдарысқа және электроэнергияны өңдеудің қысқаруына байланысты 74 млн. Тоннаға дейін қысқарды. ПГ- ның мұндай үлкен көлемді шамасы Қазақстандағы энергетикалық қуаттардың негізгі бөлігімен түсіндіріледі - бұл жанармай ретінде көмір қолданатын электрбекеттері.

Қазақстан Республикасы Киото  хаттамасы – заманауи маңызды  экологиялық құжатын ратифицирледі. Киото хаттамасының маңызы – қоршаған ортаға антропагенді әсер етуді қысқарту. Киото хаттамасымен сауда механизмдері жүзеге асырылған, олардың стратегиялық өтудегі мәні экологияда мемлекеттік  заңнамадан (оларды ыңғайлы механизм деп атайды) экономикалық реттеуге өтуі.  Ыңғайлылықтың алғашқы  механизмі- барлығына белігілі квотамен саудаласу. Екінші механизм- салынған  суммаға шетелдік инвесторларды  шақыру қалдықтарды қысқарту кезінде  кәсіпорын техникалық қайтақаруландыруға әкелетін бірсесіп жүзеге асыру.  Үшінші механизм-  таза даму, яғни шетелдік инвестор мемлекетте толығымен құрылысты  немесе экологиялық іс- шараларды  қаржыландырады және квотаның ерекше әдісі бойынша қалдықты өзіне  алады.  БҰҰ алдында Қазақстан  Республикасының анықталған міндеттері бар.  Ратификациядан кейін 1995 жылы климат өзгеру туралы БҰҰ Рамдық конвенциясында Қазақстан өзіне атмосфераға  өндірістік қалдықтарды қысқарту туралы міндеттерді алды. Сонымен қоса, 2002 жылы ҚР «атмосфералық ауаны қорғау туралы» заң қабылдады. Осы міндеттер  жобасында Қазақстандағы БҰҰ  өкілдері желдік және күндік электростанцияларды  қоса отырып, ҚР энергияның альтернативті  көздерін қолданудың бірнеше жобасын  болжады. Талассыз экологиялық тиімділігінен басқа, Киото хаттамасын бекіту біздің ел үшін халықаралық инвестицияларды тарту, басқа елдердің экономикасына активтерді орналастыру мүмкіндігімен инвестор рөліндегі бірлескен жүзеге асыру жобаларына және "таза даму" процестеріне қатысу, өндірістің энерготиімділігін арттыру үшін жаңа технологияларды қолдану, сыртқы энергетикалық рынокта елдің экономикалық мүдделерін қорғау үшін көміртегі кредиттерін шоғырландыру, қызған газдардың шығарындыларына квоталар сату жөніндегі перспективаларды ашады. Киото хаттамасын бекіткеннен кейін нақты жобалар мен іс-шараларды іске асыруды көздейтін Қазақстан Республикасында қызған газдардың шығарындыларын азайту жөніндегі 2015 жылға дейінгі бағдарлама әзірленетін болады.

Зияны заттарды тастаудан  басты орында – түсті металлургия  тұр - 29 %, екінші орында-  жылуэнергетикасы- 23 %, қара металлургия - 17 %, мұнайгаздық  өнеркәсіп - 10 %, тау-кен өнеркәсібін  қосқанда басқалары - 20%. Отандық өнеркәсіптік қуаттардың ұлғаюы кезінде  Қазақстанға  қалдық көлемдерінің жоғарылауынан  құтыла алмайды.

Қазіргі уақытта Қазақстанда  электрэнергиясын алу дәстүрлі көздерде жүзеге асырылады – жылу және суэлектростанцияларда (ЖЭС және СЭС), оның ішінде ЖЭС және СЭС  шығаратын электрэнергиясының үлпесін, сәйкесінше 88% и 12% құрайды. Көміртектілі жылулық электрстанцияларында сығылу, құрамында жоғары күлі бар төменкаллориялы бұрғыланған көмірдің, және көп жағдайда котелді құрылғының стандарттарына жауап бермейтіндігі кері салдарларға әкеледі:

• планетадағы климаттың  ғаламдық жылынуға әкелетін ауа қауызына зиянды химиялық заттардың, көп жағдайда шекті ауытқулардан асатын концентрацияларда, сонымен қатар «парник газының» үлкен көлемдерін лақтыруға ;

- ондаған километрлерге  дейін шаң, күл және шлактар  таралатын жер беті күл қалдықтары  және террикондармен жабылуына; 

-  кесірін тиігізетін  қышқыл жаңбырлардыиницирлеуге, сонымен  қатар атмосфераның жоғарғы қабаттарындағы  озон қабаты қорғанысының таусылуына; 

- ЖЭС көмегімен жүзеге асқан өмір сүру ортасының қосымша қызуына күн планетасының беттік қызу энергиясына қосылады;

      - оттегінің  көпкөлемде сығылуына, судың және  қымбат тұратын судайындауды  технологиялық қолдануға. 

ХХ жүзжылдықтың 50- 70 жылдары  салынған электрэнергетикалық обьектілері, қазіргі уақытта физикалық таусылған, моральды шаршаған. Оңай схема бойынша  және тірелген ЭБС іліністерімен салынған үлкен шамадағы біртрансформаторлы станция астылардың электрлік желісі тұтынушыларға сенімді электржабдықтауды қамтамасыз етпейді. Сонымен қоса, негізгі электрқұрылғысының физикалық тозу коэффициенті өте жоғары және болжам бойынша 2010 жылы қазіргі уақытта әрекет ететін қуаттардың 82 пайызын құрайды. Осымен байланысты республика электрэнергиясының үлкен тапшылығына ұшырайды. Электрқолданудың көбеюі, шектелген жанармай қолдануда аумақтық және ғаламдық экологиялық салдары, энергия тасымалдаушы бағаларының жоғарылау сұрақтары Қазақстанның дәстүрлі емес жаңартылатын энергия кһздерінің  оның ішінде жел энергиясының энергиябаланысын тарту сұрақтары қойылған. 

Қазақстан территориясы электрқолдану  қажеттілігін жүз есе көтеретін  потенциалы қатысты жел энергия  ресурстарына байлығымен сипатталады.  Энергетикалық қолдану үшін аудандардың  географиялық орналасуына байланысты аудандар жарамды. Жел электр станцияларының (ЖЭС) артықшылығы болып, олардың  әдетте электрэнергиясы көлігіне технологиялық  жоғалтуларды төмендетіп, тұтынушылар  жанында орналасуы, оған қоса, электрлік  жүйелердегі таратылатын пайдалану  және құрылыс бағасы табылады. Электрэнергия  генерацияларының электр күші центріне жақындау пункты есебінде қамтамасыздандырылады:

- электрэнергия көлігіне  өндірілмейтін шығындарды қысқарту;

- таралушы жүйелерді пайдалануға   бөгеттерді төмендету; 

- жерлерді тиімсіз қолдануды  ерекшелеу. 

Жаңарылатын энергия көздерінің негізгі артықшылығы- жойылмау және экологиялық тазалық. Олардың қолданылуы планетаның энергетикалық балансын  өзгертпейді.  Бұл сапалар шет елдегі жаңаратын энергетиканың дамуына және болашақ онжылдықта олардың дамуы туралы оптимистік болжамдарға себепкер болды. 

ЖЭҚ, ең алдымен табиғатқа  деген антропогенді әсерді негізге  алмайды және табиғи жүйелердің тұрақтылығын тұрақсыздандыратын қандай да бір қолйсыз  экологиялық жағдайларын туғызбайды. Олар мүлдем құнды табиғи ресурс –суды  қолданбайды және қалдықтарды шығармйды, қоршаған ортаға зиянды қоқыстарды шығармсайды. 

Желдік энергия электржабдықтауға  және жылу жабдықтауға центрленбеген  жойылған тұтынушылар үшін қолданылуы мүмкін. Сонымен қоса, бірлік энергия  жүйесі құрамында қызмет етуі мүмкін. Экологиялық  таза, рентабелдік және мүлдем жойылмайтын жел энергиясы  бұл ең альтернативті энергетика дамуында перспективті бағыт. Электрлік  бекеттердің жоғары сенімділігі, қауіпсіздігі және пайдалылығы энергиятасушы  сатып алыну тәуелділігін  төмендетуге  мүмкіндік береді. Желдік электрстанциялары  экономикалық және экологиялық артықшылықтарға  ие ,бұл оларды ғаламдық энергетикалық  мәселелерді шешуде альтернативті  салмақты қылады. Жекелегенде, олар осындай  орнатулардың модульдік құрылымдары  есебінде бекеттердің келесіде өсу  қуатын есепке ала отырып, пайдалану  кезінде  көптеген жағдайларға бейімделген  болуы мүмкін.

ЖЭҚ өндірілетін электр энергиясы дәстүрлі жылу бекеттеріне қатысты, тіпті жылу электбекттері түсірген экологиялық зардаптарға қарамастан бәсекеге қабілетті. 

Энергияның жаңару көздері  бүгінде әрі болашақта да шынайы авльтернативті дәстүрлі технологияларды  өкілдеуі мүмкін. Қазақстан жел энергиясын қолдануға мүмкіндік береді, әсіресе  желдің орташа жылдамдығы 7-9 м/с және 5-9 м/с тең  Жоңғар қақпасы және Шілік дәлізі аймақтарында.  Электрберіліс  сызығы жаны, қажеттілігі өсетін жел  мезгілдеріндегі жақсы корреляциясы электрэнергиясында осы ресурстарды  тиімді пайдалануға шартарды қамтамасыз етеді.  Қазақстандағы желдің энергетикалық  потенциалын қолдануда техникалық мүмкіндігі 3 млрд.кВт/ч. Қазақстан белгілі  күн энергиясының ресурстарымен  сипатталады. Күн жылтырауының ұзақтығы жылына 2200-3000 сағат, ал күн энергиясының сәулеленуі жылына  1300-1800 кВт/м² .

Жанармайдың пайдалы түрлерінің жануы пайдасыз сыртқы әсер тудыратын  зиянды қалдықтардың көзі болып табылады. Бұл пайдасыз сыртқы әсерлер жергілікті, аймақтық (қышқыл жаңбыр) немесе ғаламдық( ғаламдық жылу). Ең зиянды қалдықтар  болып есептеледі: 

− күкірт қышқылы  (SOx), қышқыл жаңбырлардың себептері және ауаға  аз бөліктегі қалдықтардың көздері  болып табылады;

−азот қышқылы  (NOx), тыныс  алу мүшесінің нашарлауы және адам ағзасының респиратты ауруларға  қарсылығын төмендетуді шақыратды;

− көмірқышқыл газы) –  Жер атмосферасында жылуды  тоқтату  үшін ғаламдық жылынудың себепкері  болып табылатын ең қауіпті парникті газ. Осындай жанармайдың пайдалы  түрлерін қолдану, яғни электрэнергияссын  өндіру үшінкөмірқышқыл газының негізгі өнеркәсіптік көзі болып табылатын  мұнай, газ және көмір;

− басқа қауіпті заттардың  қалдықтары яғни адам денсаулығына кері әсерін тигізетін және смог себепкері  болып табылатын улы газ және әртүрлі көмірсутегілері.

ҚКЭ көздерін  қолдану  қауіпті заттардың лақтырылуын  қысқартуға әкелуі мүмкін, мысалға  улы газ. ҚКЭ-ны қолдануы арқасында  тек 2004 жылы Гермения 70 млн. тоннаға  жуық СО2 қалдықтарынан құтылды.  ВИЭ қолдануынсыз СО2 жалпы лақтырулары (830 млн. Тоннаға жуық) 8,4 жоғары болуы  мүмкін еді. Сонымен қатар, ҚКЭ алғашқы  энергия қолдануда 3.6% құрады.

Қуаты 1 МВт желгенераторы  жыл сайын атмосфераға 1800 тн СО2 , 9 тн SO_2, 4 тн азотқышқылын тастайды. Global Wind Energy Council бағалауы бойынша 2050 жылға дейін әлемдік желэнергетикасы СО2 –нің 1,5 млрд. тн қысқартуға мүмкіндік береді. 

Желгенераторларында  құстардың  және жарғанаттардың өлімі туралы мәліметтер бар, сонымен қоса, басқа да табиғи емес құрылысы жақында болса да. Қоршаған ортаға ЖЭҚ әсер етуінің  ең маңызды факторы – бұл акустикалық  әәсер ету.  Шет елдік тәжірибеде әртүрлі ЖЭҚ желдөңгелектерімен әртүрлі шуыл жиіліктері үшін  көптеген зерттеулер және  дәреженің өзгеруі орындалған, олар материалымен, құрылымымен, жерлерімен және әртүрлі табиғи жағдайларымен ерекшеленеді. Экологиялық әсер ету мәнді болуы мүмкін, бірақ нақты жағдайларға байланысты болмауы да мүмкін. Жанды табиғатта жоғалтуларды жою және азайту, сонымен қатар шым тезек батпақтар желгенераторларының жұмысына және орналасуына әсер етеді.  Желгенераторларына өте жақын тұратын адамдарға шуылдың ісер етуі туралы жеке есептемелер бар. ЖЭҚ-дағы  шуыл әсерлері әртүрлі табиғатқа ие және механикалық (редукторлардан,генераторлардан, подшипниктерден шуыл) және аэродинамикалық әсер етулер болып ажыратылады. Соңғылары, өз кезегінде  төменжиілікті (16-20 Гц аз) және жоғарыжиілікті (20Гц тан бірнеше кГц дейін). Олар жұмыс дөңгелегінің айналуымен шақырылған және келесі құбылыстармен анықталады: турбулентті ағыстардың қандай да бір нүктесіне сәйкес ауа ағыстарының бағытталуымен желдөңгелектердің немесе ротордың тоқтан айырылуы пайда болуынан;  қалақ профиліндегі көтеруші күш соғуымен; қалақтың артқы жиектерінен турбулентті шектелген қабатымен әсер етуінен.

Жел турбиналарының қалақтарымен электромагнитті толқындардың сәулеленуімен  шақырылған кедерлігер теледидарлық, микротолқындық радиоберіліс сапаларына, сонымен қатар бірнеше километр қашықтықтағы ВЭС жел паркі аймағында  орналасқан әртүрлі навигациялық жүйелердің әсер етуі мүмкін. Кедергілерді азайтудың  ең радикалды тәсілі- коммуникациядан  белгілі қашықтықта жел паркінің жойылуы.

Биожанармай дегеніміз күннің жиналған энергиясын және орнықтылған  энергиясын  (алғашқы биомассаны қалыптастыратын барлық фотосинтезделген ағзалар) немесе  алғашқы биомассаны жұту арқылы энергиятасымалдаушылардың  шектеулі пайда болуы.  Осында алғашқы  биомасса өңделген қалдықтары (сбақ, үгінділер) және адамның, жануарлардың өмірсүру азықтары кіреді. Биоэнергетикалық ресурстар түрлері әр қилы:   бұл жаңарылатын энергия көздерінің тобына отыннан басқа, ауыл шаруашылығының қалдықтары, ормандық ағаш өндіруші өнеркісіптердің және тұрмыстық қалдықтар қосылады.

Қазақстанда ормандардың  ауданы 10млн.га, бұл дегеніміз мемлекет территориясының 4 пайызы, олардың 4700га сексеуілге оранған. 1990жылы мемлекеттегі ормандайындамаларының көлемі жылына 3млн.м³ құрайды. Ағашөндіруші кәсіпорындарда ормансектерінде және ағаш өңдеудегі ағаштардың қалдық көлемдері 1,3млн. м³ 1млн. м³ құрайды. Сонымен, ағаш қалдықтарының энергетикалық потенциалы 200 мыңды құрайды. Дәнді мәдениеттің сабағы Қазақстан Республикасындағы маңызды жаңғырушы энергетикалық ресурс болып табылады. 2005 жылы сабан өндірісі 37млн.тн құрады.  Егер осы көлемнің 20 пайызы энергетикалық мақсаттарда қолданылады деп болжасақ, онда энергия алу 87 ГВт құрайды. Энергетикалық мақсаттарда биомассаны қолдану бойынша перспетивті жобалар осы сабақтармен байланысты. Дәнді - дақылдар мәдениетінің сабақтары- бұл өте энергия сыйымды биомасса.   20%  ылғалды 2,5 кг сабақтар 1 л салярканы , 1м³ табиғи газды алмастырады және сыққан кезде сағатына 10кВт өндіреді. Сабақты қалдықтардың энергетикалық құндылығы дәнді - дақылына, ылғалдығына байланысты  10-17 МДж/кг құрайды.

Сабақты тікелей алуды  қолдану атмосфераға СО2 лақтыруды  төмендетідің тиімді әдісі болып  табылады. Сабақ, жалпы биомасса секілді СО2 – нейтралды жанармай болып табылады, яғни атмосферадан улы газды пайдалану сабақты алуда атмосфераға дәнді- дақыл процесінің өсуінде СО2 эмиссиясына сәйкес келеді. Жинақтау, транспорттау және сабақты алуға дайындалу кезінде улы газдың қосымша лақтыруларын есепке ала отырып, көмірді алмастыруда СО2 эмиссиясын төмендету қазандықта жанған сабақытың 90 пайызын құрайды. Биомассаның энергетикалық мақсаттарда жиылуы және оның қолданылуы топырақ жағдайына әсер етеді. Топырақтан биомассамен қоса, қоректендіргіш заттар және де Са, Mg, К, N сияқты қажетті элеметтерде жойылады.  Осының нәтижесінде, алдымен келесі биомассалардың өсуі ақырындайды, екіншіден топырақтың қышқылдану қаупі күшейеді. Бұл мәселерді тыңайтқыштарың, күлді қайта алумен және топырақтың ізбестелуі көмегімен шешеді.