Мир все чаще волнуют вопросы энергобезопасности и экологии. Энергетика современных стран постоянно модернизируется, и особое внимание уделяется альтернативным источники энергии, новому виду топлива - метану.
Совокупность перспективных способов получения энергии, распространенных не так широко, как стандартно-традиционных, меняют взгляд на наш мир. Миру интересен каждый способ из-за выгодности его использования при низком риске причинения вреда экологии района.
Альтернативные источники энергии сейчас бурно развиваются и их развитие широко поощряется государственными программами многих современных стран. А ученые всего мира ведут поиски новых изобретений и способов получения альтернативной энергии, но не стоит забывать, что переход от традиционной энергетике к альтернативной должен происходить плавно.
Поэтому ученые улучшают уже зарекомендовавшие себя конструкции для дальнейшего их более производительного применения, в той же, альтернативной энергетике. Идет улучшение конструкций газовых турбин, газогенераторов и идут поиски наиболее оптимального топлива , которое максимально экологично и при этом эффективно. На данный момент, метан является таковым.
Таким образом, топливо грядущих дней современности - метан, основной компонент природного газа, еще называемый "болотным газом". Подтверждает высокие характеристики метана и экологическая оценка разных видов топлива, которая дает возможность предполагать, что убытки при использовании компримированного и водорода намного меньше, чем при использовании сжиженного нефтяного газа. С экологической точки зрения на необратимое изменение климата в масштабе планеты, применение компримированного природного газа, т е метана, заметно выгодней, чем применение сжиженного нефтяного газа.
Хотя существует множество альтернативных способов получения энергии , например, таких как солнечная энергия, сила ветра, приливов и отливов, но основное направление в развитии тепловой промышленности - это совершенствование газовых турбин, использование для турбин метанового топлива.
Современные газовые турбины обладают высоким производительными и эксплуатационными характеристиками. Так одними из значимых преимуществ современных газовых турбин является длительный жизненный цикл — моторесурс (полный до 200 000 часов, до капитального ремонта 25000–60000 часов).
Турбины имеют возможность длительной работы в любом диапазоне мощностей от 0 до 100%. Отсутствие водяного охлаждения так же один из плюсов газовой турбины. А работа на двух видах топлива, - это, несомненно, делает газовые турбины востребованными для современных автономных электростанций. Метан также несет множество выигрышных моментов, один из которых цена на метан и заметное уменьшение парниковых выбросов, которые высоко содержаться в основном, широко сейчас распространенном сжиженном нефтяном газе.
Современные газовые турбины также отличаются высокой надежностью. Есть данные о непрерывной работе некоторых агрегатов в течение нескольких лет. Современные зарубежные о отечественные газовые турбины имеют низкие требования к качеству топлива. ГТД потребляют любое горючее, которое можно распылить: газ, нефтепродукты, органические вещества, пылеобразный уголь.
Многие поставщики газовых турбин производят капитальный ремонт оборудования на месте, производя смену отдельных узлов без переброса турбины на завод-изготовитель, что значительно снижает временные усилия.
Наиболее эффективно использование газовых турбин при средних мощностях современных электростанций, а на мощностях более 30 МВт — выбор и так ясен.
Для производства 1 кВт электричества газовые турбины сжигают всего 0,29–0,37 м³/час газового топлива, например, метана. При использовании одного кубического метра газа, газовые турбины дают 3 кВт электричества и 4–6 кВт тепловой энергии. С средней ценой на природный газ в 2011 году, это 3 руб. за 1 м³, соответственно себестоимость 1 кВт электроэнергии выработанной газовой турбиной, колеблется, примерно, около 1 рубля. Плюс к этому потребитель имеет 1,5–2 кВт бесплатной тепловой энергии.
При автономном энергоснабжении на газовых турбинах от электростанции, себестоимость полученной электроэнергии и тепла в 3–4 раза ниже существующих на данный момент в стране тарифов, это без расчета не маленькой стоимости подключения к государственным электросетям, что около 60 000 рублей за 1 кВт в Москве за 2011 год.
Создание автономных электростанций на основе газовых турбин дает получить большую экономию денег за счет утилизации издержек на строительство и использование дорогостоящих линий электропередач (ЛЭП). Электростанции с газовыми турбинами имеют возможность видимо увеличить надежность электрического, теплового обогащения как предприятий или организаций в отдельности, так и всех регионов в общем.
Критерий автоматизации электростанции на базе газовых турбин дает возможность не использовать огромную численность работающего отдела. Во время работы газовой электростанции и газовой турбины, ее работоспособной делают, ни много ни мало, три человека: это оператор, дежурный электрик, дежурный механик. При появлении непредвиденных ситуаций для сохранения безопасности персонала, работоспособности и исправности систем и агрегатов газовой турбины работают надежные системы защиты.
Что же противопоставляется газовым турбинам и метану? Посмотрим теперь альтернативные варианты энергии, такие как солнечная энергия, водяная, ветряная и даже подземная или геотермальная.
Альтернативный источник энергии, несомненно, это солнечные батареи. Они превращают солнечную энергию в электричество. Изначально солнечные батареи применялись в космической промышленности, теперь же, в новые времена для науки и техники, сфера их применения стала гораздо шире и не ограничивается только космосом.
Существует множество проектов размещения солнечных батарей на Земле. Так, например, в пустыне Сахаре, если расположить сеть солнечных батарей, то это даст огромное количество энергии для всех стан, участвующих в этом проекте. Подобные проекты существуют и для других пустынь на нашей планете. Но все они очень дорогостоящие и долго окупаемые, так что в ближайшем будущем вряд ли мы увидим их осуществившимися. Метан и газовые турбины более реальны для современной энергетики.
Так же, актуальна ветряная энергия. Множество современных стран успешно её сейчас используют и их проценты полученной от неё энергии постепенно растут, но долго окупаются. Так что турбины и метан актуальны как никогда.
Энергия ветра на земле безгранична. Многие века люди хотели использовать эту огромную энергию себе на пользу, делая ветростанции, работающие на разные нужды. Это мельницы, насосы, электростанции. Исходя из практики и опыта многих стран, использовать энергию ветра очень выгодно, так как, нет цены ветру, электроэнергия получается из энергии ветра, а не за счет полученной работы от использования углеродного топлива, продукты сгорания которого опасны своим воздействием на все живое.
Беспрерывные выбросы промышленных газов в атмосферу и остальные условия увеличения зон перепадов температур в атмосфере, все это ведет к одной из опаснейших проблем, которая склоняет к возрастанию силы ветра и его активности во большинстве районов нашей планеты. Конечно, актуальность создания ветростанций - альтернативных источников энергии возрастает.
Роторная ветроэлектрическая станция (ВЭС) преобразует кинетическую энергию потока ветра в электричество. ВЭС состоит из ветромеханического устройства, генератора электрического тока, автоматических механизмов управления состояния ветродвигателя и генератора, конструкций для их установки и обслуживания.
Ветроэнергетическая установка - это система технических механизмов для преобразования кинетической энергии потока ветра в механическую энергию вращения ротора генератора. ВЭУ собрана из нескольких ВЭС, накапливающего энергию устройства и комплексов автоматического управления и управления режимами работы устройства.
Далекие районы, мало снабжающиеся электроэнергией, в реальности имеют одну экономически способствующею альтернативу. Это создание ветроэлектростанций. Но создание турбин, работающих на том же метане, давно налажено и поэтому менее проблематично.
Ветер имеет огромную кинетическую энергию, которую если преобразовать ветромеханическим механизмом в энергию механическую,а потом электрогенератором в электричество, то получится хороший источник электричества, колоссально отличный от способа получения энергии с помощью турбины и метана.
Другие альтернативные способы получения энергии, такие как использование энергии воды при приливах и отливах, геотермальном способе получения энергии из недр земли и от теплоты вулканов, тесно зависят от узкого места использования таких электростанций. Ведь вулкан, геотермальный источник или прилив находятся не везде, а только в определенных местах. Потому также как и ветровая энергия, солнечная эти способы получения электричества сильно уступают в реализации газовым турбинам и топливу ближайших столетий - метану.
Таким образом, очень не скоро альтернативные источники энергии смогут на равных соперничать с газовыми турбинами и метаном. Пока есть ископаемые виды топлива, такие как природный газ, запасы которого огромны на нашей планете, вряд ли сбудется мечта о безопасной добыче электричества. Добыча метана и использование газовых турбин более реальная и исполнимая задача
Так, для той цели, чтобы на энергию ветра ушло 10% мирового энергопотребления, нужно от 1 млн. до 1,5 млн. ветровых турбин. Для того чтобы изначально только распределить такое количество ветрогенераторов, будет необходима площадь размером 550 000 кв км. минимум. Это огромная территория, которая примерна равна площади территории одной из самых крупных европейских стран — Франции. Метан и турбина в этом плане менее требовательны.
Проблема не только в территориях: альтернативные источники — это худшее для бизнеса. Альтернативные источники энергии на данный момент экономически невыгодны. Наиболее экономически целесообразный вид топлива сейчас — это газ, метан. Газ дает возможность более дешевой электроэнергетике успешно развиваться.