Министерство образования и науки Республики Казахстан
Южно-Казахстанский Государственный Университет им. М. Ауезова
Кафедра: Экономики и менеджмента
по дисциплине: «Организация и управление производством»
на тему: «Эффективность организации и управления нетрадиционными источниками энергии в экономике Республики Казахстан»
Выполнил:_____________
Принял: _______________
ШЫМКЕНТ 2004
Содержание
Введение.3
1. Энергетический комплекс Казахстана4
1.1 Развитие электроэнергетической отрасли Казахстана.4
1.2 Особенности структуры энергопотребления в Республике Казахстан.7
2. Нетрадиционные источники энергии в экономике Республики Казахстан.9
2.1 Нетрадиционные источники энергии.9
2.2 Использование нетрадиционных источников энергии в экономике Казахстана.10
2.2.1 Энергия солнца.11
2.2.2 Энергия ветра13
2.2.3 Геотермальная энергия.15
2.2.4 Энергия биомассы16
2.2.5 Водородная энергия18
Заключение.21
Список использованной литературы22
Введение.
Устойчивое развитие экономики Казахстана и ее успешное функционирование во многом зависят от уровня ее управления. В настоящее время важнейшей проблемой, от решения которой зависит экономическое положение и успех страны, является формирование эффективного механизма управления национальной экономикой. Только обеспечение эффективного механизма управления национальной экономикой позволит добиться более высоких конечных результатов в социально-экономическом развитии Казахстана. Практическое решение данной проблемы усиливается в условиях функционирования транзитивной экономики, необходимости сбалансированного развития ее структуры, стимулирование направления средств инвестирования в приоритетные отрасли и народно-хозяйственные комплексы, стабилизации повышения уровня эффективности использования ресурсов национальной экономики. Современные условия функционирования рыночной системы таковы, что устойчивый экономический рост зависит, прежде всего, от эффективного использования внутреннего потенциала.
Жизнедеятельность экономики, обеспечение потребностей населения любого государства в большей мере определяется функционированием ряда базовых отраслей, в том числе топливно-энергетического комплекса, и в частности, электроэнергетики. На долю стран бывшего СССР приходилась седьмая часть общемировой выработки электроэнергии, а на Республику Казахстан – 0,7%.
Энергетика – стратегическая отрасль промышленности Казахстана, являющаяся основой обеспечения жизнедеятельности всех сфер экономики и населения, формирующая значительную часть бюджетных доходов республики. Дефицит энергетических ресурсов является серьезным недостатком для развития экономики страны.
1. Энергетический комплекс Казахстана
1.1 Развитие электроэнергетической отрасли Казахстана.
За годы экономических реформ электроэнергетическая отрасль, как и все другие отрасли экономики, испытала значительные трудности, связанные с общим экономическим кризисом, ростом транспортных тарифов, неудовлетворительным состоянием электросетей и, в основном, хроническими неплатежами, вызванной тяжелым финансовым состоянием многих потребителей электроэнергии. После дезинтеграции Союза единая энергетическая система распалась на несколько самостоятельно функционирующих энергетических хозяйств. Эти хозяйства не были способны удовлетворять возрастающие потребности образовавшихся суверенных государств, новые экономические условия заставили их прибегнуть к налаживанию разорванных связей и идти по направлению интеграции.
Хронический дефицит электроэнергии в Казахстане испытывали Западный и Южный регионы, многие районы северных областей республики находятся в энергетической зависимости от России.
На протяжении всего периода развития суверенного Казахстана производство электроэнергии стабильно уменьшалось – с 87 379,2 млн. кВт.-час в 1990 году до 57 700,0 млн. кВт.-час в 2001 году. В целом за 10 лет производство электроэнергии снизилось на 36,1%.
По сравнению с 2000 годом выработка электроэнергии возросла на 3 256 млн. кВт.-ч., или на 10,6%. Увеличение производства электроэнергии произошло по северной и западной зонам. По южной зоне выработка электроэнергии сократилась на 17%. Основная причина – остановка Жамбылской ГРЭС ввиду неконкурентоспособности на оптовом рынке электроэнергии.
В последние годы производство электроэнергии в натуральном выражении имеет тенденцию к стабилизации и небольшим колебаниям. Вместе с тем, по мнению экспертов, такая динамика связана, в первую очередь, с колебаниями в сфере производства продукции черной и цветной металлургии, на обслуживание которой преимущественно направлены крупнейшие электростанции страны.
В электроэнергетической отрасли, как и во всех центральноазиатских государствах с обретением независимости наблюдаются следующие негативные явления в сфере энергетики:
- снижение объемов взаимопоставок энергоресурсов и сокращение геологоразведки и объемов добычи и переработки сырьевых ресурсов, вызванные, прежде всего, взаимными и внутренними неплатежами и резким сокращением инвестиций в отрасль;
- повышение аварийности оборудования в связи с высоким уровнем износа и несогласованными действиями отдельных энергетических хозяйств;
- снижение общего резерва мощностей при разъединении энергетических систем;
- недостаточный учет проблем решения межгосударственных взаимосвязей при проведении реструктуризации и приватизации отраслей топливно-энергетического комплекса;
- неэффективное использование энергоресурсов и т.д.
Финансовое положение отрасли – одно из самых сложных среди других отраслей. В 2000 году удельный вес прибыльных организаций составлял всего 33,9%, а численность промышленно-производственного персонала в производстве и распределении электроэнергии составила 10% от общей численности промышленно-производственного персонала промышленности.
Непрерывное в течении 10 лет сокращение энергетического строительства при ухудшающемся техническом состоянии отрасли серьезно подрывает энергетическую безопасность страны. Приватизация не привела к реальным инвестициям, в результате чего имеет место серьезное отставание в техническом перевооружении предприятий.
На многих предприятиях оборудование физически и морально устарело, однако не многие из них выбывают по причине ветхости из-за длительного отставания ввода мощностей. В 2001 году степень износа основных средств в производстве и распределении электроэнергии составила 45,0%, при этом коэффициент обновления – 3,6%, коэффициент ликвидации – 3,4%. Износ оборудования электросетей составляет 52%, при этом потери энергии, по данным министерства энергетики и минеральных ресурсов, достигает 15%.
В связи с недостатком нового, современного оборудования остается высоким расход электроэнергии на ее транспортировку в сетях. Ежегодно при передаче электроэнергии в сетях общего пользования теряется в среднем – 17,3% (для сравнения: в Беларуси – 11%, Украине – 16%, Молдове и Азербайджане – почти четверть, Кыргызстане – 40%, в странах запада этот показатель составляет: от 4% до 5% в Японии и Германии, до 7% - в США, Франции и Великобритании).
В настоящее время на предприятиях электроэнергетической отрасли решаются сложные задачи по совершенствованию рынка, стабилизации энергоснабжения и оптимизации структуры управления.
Складывающаяся ситуация в комплексах электроэнергетики и теплоснабжения свидетельствует о некоторой их стабилизации. Отмечается определенный рост производства и выработки электроэнергии, нормализована эксплуатация тепловых централей. Заключены долгосрочные договорные отношения с иностранными компаниями по инвестированию отрасли, отработана взаимосвязь с определенными государствами по совместному параллельному использованию отечественного энергетического ресурса.
Восстановлено бесперебойное обеспечение электроэнергией южных регионов. Коэффициент эффективности использования мощности на тепловых электростанциях в 2000 году увеличился с 28,2 до 31,0%. Среднегодовая величина резерва мощности на ТЭС составила порядка 2650 МВт, что указывает на наличие значительного потенциала по производству электроэнергии собственными электростанциями и реальной возможности приобретения республикой энергетической независимости.
Таблица 1.
Производство важнейших видов промышленной продукции в натуральном выражении.
|
2001
|
2002 |
Нефть сырая (млн. тонн) |
40,3 |
43,1 |
Электроэнергия (млн. кВт/ч) |
56000 |
59000 |
1.2 Особенности структуры энергопотребления в Республике Казахстан.
Потребности в энергии в будущем будут расти. По оценке экспертов, в развивающихся странах они должны увеличиться второе в ближайшие 30 лет. А их доля в мировом электропотреблении увеличится с 26% в 1995 г. до 40% в 2020 г. Потребности в энергии с 1990 годов растут примерно на 7% в год. Поэтому дальнейшее расширение энергетической инфраструктуры и удовлетворение потребности в энергии пойдет путем изыскания внутренних инвестиционных возможностей.
Основными потребителями энергии является индустриальный комплекс Казахстана. Затем, по мере убывания, - сельское хозяйство, коммунально-бытовой сектор, транспорт.
Таблица 2.
Структура потребления электроэнергии отраслями Республики Казахстан за 1998-2000 гг. (в %)
|
Всего
|
Промыш-ленностью и строитель-ством |
Транс-портом |
Сельским хозяйством |
Другими отраслями |
Потери в сети общего пользо-вания |
1998 |
100,0 |
59,3 |
6,2 |
2,1 |
16,4 |
16,1 |
1999 |
100,1 |
64,9 |
3,2 |
4,6 |
14,8 |
12,5 |
2000 |
100,0 |
61,8 |
5,6 |
4,9 |
15,0 |
12,7 |
Основой дальнейшего развития топливно-энергетического комплекса Казахстана должно явиться энергосбережение, построенное на реализации научно-технических мероприятий. Цель создания комплекса научно-технических мероприятий – это разработка механизма реализации энергосбережения на конкретных предприятиях и у других потребителей энергоресурсов. Также одним из приоритетов развития современного энергетического комплекса является использование нетрадиционных источников энергии.
2. Нетрадиционные источники энергии в экономике Республики Казахстан.
2.1 Нетрадиционные источники энергии.
В мире существует ряд природных ограничений. Так, если брать оценку количества топлива по трем категориям: разведанные, возможные, вероятные, то угля хватит на 600 лет, нефти – на 90, природного газа – на 50 урана – на 27 лет. Иными словами, все виды топлива по всем категориям будут сожжены за 800 лет. Предполагается, что к 2010 г. спрос на минеральное сырье в мире увеличится в 3 раза по сравнению с сегодняшним уровнем. Уже сейчас в ряде стран богатые месторождения выработаны до конца или близки к истощению. Аналогичное положение наблюдается и по другим полезным ископаемым. Если энергопроизводство будет расти сегодняшними темпами, то все виды используемого сейчас топлива будут истрачены через 130 лет, то есть в начале ХХII в.
С развитием промышленности – основного потребителя энергетической отрасли, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов, так называемые«нетрадиционные» источники энергии. К нетрадиционным источникам энергии относятся источник не применяемые для коммерческого производства, электрической и тепловой энергии – солнечная и геотермальная энергия, гидроэнергия приливов и отливов, ветряная и другие нетрадиционные источники.
Использование этих источников энергии вызвано необходимостью значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями. А также экологическими проблемами, связанными с добычей энергетических ресурсов.
Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления. Суть ее заключается в том, что двуокись углерода (СО2), высвобождаемая при сжигании угля, нефти и бензина в процессе получения тепла, электроэнергии и обеспечения работы транспортных средств, поглощает тепловое излучение поверхности нашей планеты, нагретой Солнцем и создает так называемый парниковый эффект.
К нетрадиционным источникам энергии относятся следующие виды:
1. Солнечная энергия
2. Энергия ветра
3. Энергия приливов и отливов
4. Геотермальная энергия
5. Энергия биомассы
6. Водородная энергетика
2.2 Использование нетрадиционных источников энергии в экономике Казахстана.
В связи с принятием «Стратегии индустриально-инновационного развития страны на 2003-2015гг.» перед государственной инвестиционной политикой ставятся принципиально новые задачи. В современных условиях она должна обеспечить переток капиталов в пользу развития несырьевого сектора экономики и в особенности высокотехнологичных и наукоемких производств. Одним из видов таких производств являются нетрадиционные источники энергии.
Сегодня в Казахстане существует возможность использования нескольких видов нетрадиционных источников энергии. К ним относятся: солнечная энергия, энергия ветра, геотермальная энергия, энергия биомассы, водородная энергетика. Рассмотрим каждый их них подробнее.
2.2.1 Энергия солнца.
Основным видом “бесплатной” неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. Оно ежесекундно излучает энергию в тысячи миллиардов раз большую, чем при ядерном взрыве 1кг U235. Ежесекундно оно дает Земле 80 триллионов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины.
Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической космонавтики К.Э. Циолковский в 1912 году.
Хотя солнечная энергия и бесплатна, получение электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Новый рекорд в этом отношении принадлежит Центру прогрессивных технологий компании “Боинг”. Созданный там солнечный элемент преобразует в электроэнергию 37 процентов попавшего на него солнечного света.
Были разработаны параболо-цилиндрические концентраторы. Эти устройства концентрируют солнечную энергию на трубчатых приемниках, расположенных в фокусе концентраторов. Это привело к созданию первых солнечных электростанций (СЭС) башенного типа.
Широкое применение эффективных материалов, электронных устройств и параболо-цилиндрических концентраторов позволило построить СЭС с уменьшенной стоимостью - системы модульного типа. В качестве теплоносителя использовалась вода, а полученный пар подавался к турбинам. Первая СЭС, построенная в 1984 г., имела КПД 14,5%, а себестоимость производимой электроэнергии 29 центов/(кВт-ч).
Д. Миле из университета Сиднея улучшил конструкцию солнечного концентратора, использовав слежение за Солнцем по двум осям и применив вакуумированный теплоприемник, получил КПД 25-30%. Стоимость получаемой электроэнергии составит 6 центов/(кВт-ч). Считают, что подобная система позволит снизить стоимость получаемой электроэнергии до 5,4 цента/(кВт-ч). При таких показателях строительство СЭС станет экономичным и конкурентоспособным по сравнению с ТЭС.
Рис.1 Карта-схема, наблюдавшегося в Казахстане солнечного сияния за год
Другим типом СЭС, получившим развитие, стали установки с двигателем Стирлинга, размещаемым в фокусе параболического зеркального концентратора. КПД таких установок "может достигать 29%.
Предполагается использовать подобные СЭС небольшой мощности для электроснабжения автономных потребителей в отдаленных местностях.
По данной карте-схеме можно судить об эффективности использования солнечных установок для производства электроэнергии, а также о наиболее целесообразном месторасположении данных станций. Как видно по карте наибольшее по длительности в течении года солнечное сияние наблюдалось в южном регионе Казахстана. Однако, в округах городов Шымкент, Тараз, Алматы наблюдалось меньшее сияние, чем по региону в целом. Это произошло из-за расположения данных городов в горных районах, где в течении года небо покрывается тучами чаще, чем в степи.
В настоящее время в Казахстане нет СЭС. Так как, во-первых, данная отрасль еще находится на стадии развития и современные СЭС имеют КПД не более 30-40%, что является экономически невыгодным, во-вторых, себестоимость получаемой электроэнергии довольно большая, что делает цену на энергию выше традиционных источников энергии.
2.2.2 Энергия ветра
На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может “работать” зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер - это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала “месторождения” ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда “размазана” по огромным территориям.
Основные параметры ветра - скорость и направление - меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем Солнце.
Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность “ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом.
Выработка электроэнергии с помощью ветра имеет ряд преимуществ:
- экологически чистое производство без вредных отходов;
- экономия дефицитного дорогостоящего топлива (традиционного и для атомных станций);
- доступность;
- практическая неисчерпаемость.
Ветровые двигатели не загрязняют окружающую среду, но они очень громоздкие и шумные. Чтобы производить с их помощью много электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где дуют сильные ветры. И тем не менее всего одна электростанция, работающая на ископаемом топливе, может заменить по количеству полученной энергии тысячи ветряных турбин
По данной карте видно, что наиболее эффективными районами расположения ветровых электростанций являются центральный и северный регионы Республики, где среднегодовая скорость ветра достигает 5-6 м/с.
Рис.2 Карта-схема среднегодовых скоростей ветра в Казахстане и годовой повторяемости направления ветра.
2.2.3 Геотермальная энергия.
Тепло от горячих горных пород в земной коре тоже может генерировать электричество. Через пробуренные в горной породе скважины вниз накачивается холодная вода, а в вверх поднимается образованный из воды пар, который вращает турбину.
За прошедшие 15 лет производство электроэнергии на геотермальных электростанциях (ГеоТэс) в мире значительно выросло. В последние два десятилетия выполнялись обширные программы научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ в этом направлении. Накоплен также определенный опыт создания и многолетней эксплуатации опытно-промышленных и промышленных геотермальных установок различного назначения.
Современное развитие геотермальной энергетики предполагает экономическую целесообразность использования следующих видов подземных геотермальных вод:
- температурой более 140°С и глубиной залегания до 5 км для выработки электроэнергии;
- температурой около 100°С для систем отопления зданий и сооружений;
- температурой около 60-70°С для систем горячего водоснабжения;
- геотермальные холодильные установки;
- системы геотермального теплоснабжения теплиц.
ГеоТЭЦ позволит получать дополнительно 760-1010 млн. кВт/ч электроэнергии в год.
Использование теплоты геотермальных вод в Республике Казахстан, как и во всем мире, представляет пока еще определенную сложность, связанную со значительными капитальными затратами на бурение скважин и обратную закачку отработанной воды, создание коррозийно-стойкого теплотехнического оборудования.
2.2.4 Энергия биомассы
Большие возможности в собственном энергообеспечении сельскохозяйственных предприятий и экономии ТЭР заложены в использовании энергии отходов сельхозпроизводства и растительной биомассы. В сельскохозяйственном производстве в качестве источников тепла можно принять любые растительные отходы, непригодные для использования по прямому назначению или не нашедшие иного хозяйственного применения.
За последнее время использование биомассы в различных ее формах (дерево, древесный уголь, отходы сельскохозяйственного производства и животных) в мире в целом снизилось.
В ряде стран использование древесного топлива, древесного угля и сельскохозяйственных отходов поставлено на коммерческую основу. Следует отметить, что в сельских районах бывшего СССР доля использования древесного топлива весьма значительна и при переходе на новые энергоносители можно ожидать определенного роста самозаготовок.
Значительное развитие получила переработка биомассы, основанная на процессах газификации, теролиза и получения жидких топлив.
При переработке биомассы в этанол образуются побочные продукты, прежде всего – промывочные воды и остатки перегонки. Последние являются серьезным источником экологического загрязнения окружающей среды. Представляют интерес технологии, которые позволяют в процессе очистки этих отходов получать минеральные вещества, используемые в химической промышленности, а также применять их для производства минеральных удобрений.
