Азақстандағы энергетикалық сектордың көрсеткіштері
Берілген бағалар бойынша Қазақстан экономикасының энергетикалық секторы дамуының ағымдағы көрсеткіштерінің қазіргі кезде келесідей мәндері бар.
Алғашқы энергия өндірісі: мұнай – 48%; көмір – 39%; табиғи газ –12%; гидроэнергия – 1%.;
Алғашқы энергияны тұтыну: көмір – 52,3%; мұнай – 24,1%; газ – 1,7%; гидроэнергия – 1,7%; жаңғыртылатын энергия көздері – 0,2% [1, 2].
Қазақстандағы электр энергиясының өндірісі көбінесе жылу электр стансаларында (ЖЭС) жүзеге асырылып, конденсациялық және когенерациялық технология негізінде қамтамасыз етіледі.
Электр стансасының жалпы орнатылған қуаты шамамен 18.5 мың МВт құрайды. Өндірлетін қуаттылық құрылымында жылу электр стансалары 15.42 МВт құрайды немесе жалпы қуаттылықтың 87%, гидростансалардың үлесі – шамамен 12%, басқалары – шамамен 1% [6,15].
Елдің бірегей электр энергетикалық жүйесін дамытудың бағдарламасына сәйкес 2015 жылға дейін 3265 МВт ескі генерацияланатын қуаттылық ауыстыру қажет, қосымша 2300-2550 МВт көлемдегі жаңа қуаттылықты ендіруді жүзеге асыру қажет, бұл, жалпы алғанда генерацияланатын қуаттылықтың 30%-дан астамын құрайды. Сондай-ақ айтарлықтай инвестициялар электр желілік шаруашылыққа, әсіресе аумақтық тарату желілеріне тартылылады [15,18,31].
Электр энергиясы мен қуаттылығындағы қажеттілікті (дефицитті) жабу үшін Оңтүстік аймақта Солтүстік-оңтүстік электрберілістің 500 кВ екінші желісі салынуда.
Алайда 2015 жылға қарай электр энергиясын тұтынудың артуына байланысты оңтүстік аймақта электр энергиясына тағы да қажеттілік пайда болады. Қажеттілікті жабу үшін оңтүстік аймақта жаңа гидроэлектр стансаларын салу жобаланып отыр: қуаттылығы 250 МВт Мойнақ ГЭС және қуаттылығы 50 МВт Кербулақ ГЭС, қуаттылығы 50-165 МВт болатын шағын ГЭС пен ЖЭС салу болжамдалуда [21,25,27,28].
Өзекті мәселелердің бірі ауыл тұтынушыларын энергиямен жабдықтау болып табылады. Қазақстанның аумағының үлкендігі мен ауылды жерлердегі халықтың аз шоғырлануы электрмен берілістің ауылдық желілерінің айтарлықтай созылыңқы болуын көрсетеді, ол шамамен 360 мың км-ді құрайды және жүктелу тығыздығы төмен.
Электр энергетикасы нысандарымен қоршалған ортаның ластану мәселесі өте өзекті болып табылады. Қазақстандағы көмірлі электр стансаларындағы түтінді газдардағы зиянды заттардың шоғырлануы халықаралық стандарттан әлденеше есе асып түседі. Электр стансаларының атмосфераға зиянды заттарды шығаруы жылына 1 млн. тоннадан асады, ал қоршаған ортаны ластайтын зиянды заттардың жалпы көлемі 11 млн. тоннадан асады.
Жылу электр стансалары Қазақстандағы зиянды заттарды шығарудың негізгі көздері болып табылады. Осы сектордың үлесі ел бойынша жалпы шығарылымның шамамен 43%-ын құрайды.
Қазақстан аумағындағы ЖЭК дамуының келешегі бар бағыттары: күн энергетикасы, жел энергетикасы, гидроэнергетика, геотермалды энергетика және биоэнергетика болып табылады.
Қазақстандағы ЖЭК әлеуеті 0,05% ғана жүзеге асырылған. Энергия тұтынудың әлемдік құрылымында энергияның жаңғыртылатын көздері шамамен 7% құрайды.
Қазақстанның энергобалансындағы ЖЭК үлесі 0,5% жетпейді. Және оған шағын ГЭС шығаратын электр энергиясы да кіретін сияқты.
Егер де «күн-жел-биогаз» классикалық үштігін қарастырсақ, онда оның үлесі Республикадағы энергия тұтынудың 0,02-0,03% деңгейінде ғана болмақ.
Алайда Қазақстандағы ЖЭК әлеуеті үлкен, жылына шамамен 1 трлн. кВт×сағ (елдегі электр энергиясын тұтынудан шамамен 10 есе көп). Бірақ нақты «жасыл» энергия жылына шамамен 0,4-0,5 млрд.кВт×сағ. өндіріледі.
Қазақстан Республикасы Үкіметінің жоспарларына сәйкес энергияның балама көздерінің деңгейін 2024 жылға қарай Қазақстан энергия тұтынудың жалпы көлемінен 5 % ұлғайтуды ұсынады, бұл келешекте энергетикалық, әлеуметтік және экологиялық мәселелерді шешудің жағымды болашағын құамтамасыз етеді.
ЖЭК саласының дамуы зиянды заттарды атмосфераға шығаруды азайту арқылы қоршаған ортаның сапалық деңгейін арттыруға, сондай-ақ аумақты көлемді электрификациялау есебінен тұрғындардың өмір деңгейін арттыруға мүмкіндік береді. Жаңа технологиялар мен ғылыми жетістіктер құру арқылы ЖЭК қоршаған ортаға әсерінің экологиялық салдарын шешуге болады.
Азақстандағы күн, жел, геотермалды, биомасса және гидроэнергетика секторындағы энергияның жаңғыртылатын көздерін пайдалану
Күн энергетикасы
Жыл сайын Жер Күннен шамамен 1,6х1018 кВт/с энергия алады, бұл энергияны тұтынудың қазіргі деңгейіне қарағанда 10 мың есе көп. Және күннің Жердегі энергетикалық балансында энергияның басқа барлық көздерінің қосынды үлесінен 5 мың есеге артады, басқаша айтсақ жер үшін күн энергиясының әлеуеті жылына шартты отынның 123х1012 т құрайды. Сонымен қатар Жерде пайдаланатын энергияның барлық түрі жылу энергиясына трансформацияланады, бұл энергия өндірісінде түсетін күн радиациясының 5% тең келетін қайтымсыз өзгерістерге әкеп соғуы мүмкін.
Қазақстан аумағының көпшілік бөлігінің күн энергиясын пайдалану үшін жағымды климаттық жағдайлары бар. Оңтүстік аудандарда күн сәулесінің ұзақтығы жылына 2000-нан 3000 сағат құрайды, ал күн энергиясының горизонталь қабатқа түсуі – 1 ш. м-ге 1280-нен 1870 кВт/сағ-қа дейін [1, 2].
Күн шуағы мол шілдеде горизонталь қабаттың 1 ш. м келетін энергияның мөлшері орташа алғанда күніне 6,4-тен 7,5 кВт/сағ дейін құрайды. Яғни, күн энергиясын кеңінен пайдаланудың шаруашылық маңызы болуы мүмкін [9,11,24,25].
Қазақстанның географиялық жағынан қалай орналасқанына қарамастан, елдегі күн энергиясының ресурстары жағымды құрғақ климаттық жағдайлардың арқасында тұрақты да жайлы болып табылады. Күн сағаттарының саны жылына 2200-3000 сағат құрайды, ал күн сәулесінің энергиясы 1 ш. м. жылына 1,300-1,800 кВт құрайды, бұл ауылдық жерлерде күн батареяларының панелін, атап айтқанда фотоэлектр көздерінің ықшам жүйелерін жасауға мүмкіндік береді. Энергияның осындай деңгейінде суды күнмен жылытудың болашағы бар, әсіресе газ құбырларына қолы жетпей отырған қашық аудандар үшін.
Қазақстанның барлық аумағындағы энергия ағынының потенциалды ағыны 1 трлн. кВт/сағ.құрайды. Экология шарты бойынша энергия ағынын ықтималды пайдалану деңгейі 1 трлн. кВт/сағ. құрайды (түрлендірудің ПҚК 100% болғанда) [18, 21].
Сонымен қатар, соңғы жарты ғасыр бойына фотоэлектрлік түрлендіргіш (ФЭТ) бағасының әрбір 5 жылда 50% төмендегені байқалады, ал ПӘК 4-6%-дан 28,2% дейін артқан. Сонымен, алғашқы ФЭТ құны 1 Вт үшін 1 мың доллардан асатын, ал қазіргі кезде құны 1 Вт үшін 5 доллардан төмен. 15% ПӘК болғандағы керамикалық тағандағы поликристалды кремнийден жасалған ФЭТ (АҚШ) өндірісінің конвейерлік технологиясы 1 Вт үшін 2 долларлық бағасын алуға мүмкіндік береді, аморфты кремнийден ФЭТ алу (Жапония, ПӘК 6-10 %) олардың құнын 1 Вт үшін 1 долларға дейін төмендетуге мүмкіндік береді [18, 21, 22, 41].
Жел энергетикасы
Қазақстанның дәстүрлі жел энергиясы қондырғыларын пайдалану кезіндегі жел энергетикалық әлеуетін пайдаланудың техникалық мүмкіндігі 3 млрд. кВт/сағ. бағалануда.
Жоңғар қақпасындағы жел энергетикалық ресурстары барынша маңызды болып табылады (17000 кВт сағ/ш.м.). келешегі бар басқа аудандардан Ерейментау (Акмола обл.), Форт-Шевченко (Каспий теңізінің жағалауы), Қордай (Жамбыл обл.) және басқаларын атап кетуге болады.
Статистикалық деректер бойынша, Қазақстандағы жаңғыртылатын ресурстар мен энергия көздерінің теоретиялық потенциалы жылына шамамен 1820 млрд. кВт/сағ құрайды, бұл республиканың барлық отын-энергетикалық ресурстарын пайдалану көлемінен 25 есе асып түседі, ал экономикалық әлеует 110 млрд. кВт/сағ. деп бағаланып отыр, бұл ҚР энергоресурстарды жылдық ішкі тұтынудан 1,5 есе көп [31,32,33].
Және жел потенциалының бірқатар жерлердегі тығыздығы 1 ш.км. – 10 МВт құрайды. Солтүстік, Орталық, Батыс және Оңтүстік-Шығыс Қазақстанның аудандарының ресурстары жоғары, әсіресе Жоңғар қақпасы мен Шелек дәлізінде, сондай-ақ Астана, Форт-Шевченко және Арқалық, бұл жерлерде желдің орташа жылдық жылдамдығы сәйкесінше 7-9 м/с және 5-9 м/с құрайды [19, 24, 27, 41].
Қазақстан аумағындағы жел энергиясының ресурсы
| N | Аймақ | Қамтитын аумақ, мың.км2 | Әлеуметтік ресурстар, млрд.кВт сағ | КПД ЖЭҚ әлеуметтік есеппен, млрд.кВт сағ |
| Шығыс Қазақстан | 277,1 | |||
| Оңтүстік-Шығыс | 223,2 | |||
| Оңтүстік Қазақстан | 499,9 | |||
| Солтүстік Қазақстан | ||||
| Орталық Қазақстан | 762,2 | |||
| Батыс Қазақстан | ||||
| Барлығы | 2718,1 |
Жел электростансалардың бірнеше жобалары дайындықтың қандай да бір сатысында тұр. Жаһандық экологиялық қордың ақпаратына сәйкес, 2015 жылға дейін жел стансаларының бірлескен қуаттылығы 250 МВт жетуі мүмкін, ал олардың электр энергиясын шығаруы – жылына 750-900 млн. кВт сағ жетуі мүмкін ( ҚР Электр энергиясы өндірісінің жылдық көлемінің 0,6%).
2030 жылға қарай бұл көрсеткіштер сәйкесінше жылына 2000 МВт және 5 млрд. кВт сағатқа. жетуі мүмкін (ҚР электр энергиясы өндірісінің жылдық көлемінің 2,7%) [18, 21].
Жылу базаларынан және электрмен жабдықтаудың орталықтандырылған электрлік желілерінен біршама қашықтықта жатқан жерлердегі жел қондырғыларын пайдаланудың да әлеуеті жоғары, өйткені отынды жеткізу немесе электр берілісінің желілерін төсеу үлкен қаржылық шығынды қажет етеді.
ЖЭС салу құрылысына зерттелген аумақтар
| № | Аумақтың атауы | Жел жылдамдығы,м/с (80 м жоғары) | ЖЭС Қуаты, мВт |
| Жоңғар қақпасы | 10,1 | 50-250 | |
| Шелек қақпасы | 8,01 | 50-300 | |
| Кордай | 6,06 | ||
| Жүзімдік-Шаян | 7,61 | 50-350 | |
| Астана | 7,25 | ||
| Ерейментау | 8,09 | 50-500 | |
| Қарқаралы | 5,91 | ||
| Арқалық | 7,52 | 10-50 | |
| Атырау | 7,88 | 50-100 | |
| Форт-Шевченко | 8,43 |
2.1-сурет. Жел электр стансаларын орналастыру сұлбасының картасы
Еліміздің көпшілік бөлігі үшін (аумақтың 80-85%) жел жылдамдығының өнімді жұмысы 2,5-3,0 м/с болғанда, ал желдің жұмыстық жылдамдығы 7-9 м/с аспайтын ЖЭҚ пайдалану тиімді болмақ.
Қазақстанда қашықта орналасқан елді мекендер көптеп саналатын жағдайда, солардың көпшілігінде электр берілісі желісінің жоқтығы, орталықтан жеткізушіге экономикалық тұрғыдан алыстағы шаруашылықтарды, қыстақтарды және теміржол разъездерін, жолы қиын жерлерде орналасқан елді мекендерді, шағын фермаларды, шопандар тұрағын, кэмпингтерді және т.б. электр энергиясымен жабдықтау тиімді емес.
Бұл мәселені шешудің тиімді тәсілі нарыққа электр энергиясының конструкциясы желдің 45 м/с және одан асатын жылдамдығына төтеп беретін жергілікті көздерін қолжетімді бағамен жеткізу болып табылады.
Геотермалды энергетика
Қазақстанның геотермалды әлеуеті өте үлкен. Үңгіме сағасындағы көптеген арынды көздердегі судың температурасы 40-100°С. Олардың республика аумағындағы сұйытылған қоры шартты отынның 100 млрд. тоннасын құрайды, бұл елдің мұнай мен газының жинақты қорынан асып түседі.
Геотермалды көздердің көпшілігі негізінен Батыс Қазақстанда (75,9%), Оңтүстік Қазақстанда (15,6%) және Орталық Қазақстанда (5,3%) орналасқан [6, 9,11].
Орналасқан жері бойынша геотермалды сулар Іле ойпатында, Сырдария, Ертіс, Маңғышлақ-Үстірт, Шу-Сарысу, Келес және Зайсан артезиан бассейндерінде ашылған. Іле ойпаты аясында өнеркәсіптік болашағы бар, сонымен қатар Алматы және Жаркенттік артезиан бассейндерін атауға болады. Сол бассейндердің арынды, минералдануы төмен суларының температурасы 40-100 °С, бұл электр энергиясын өндіру мен жылумен жабдықтаудағы өзінің артықшылығын тағы бір рет көрсетеді. Бассейндердің қоры сәйкесінше 106,5 және 216 млрд. текше м, бұл шартты отынның, шамамен 1,8 млрд. тоннасына эквивалентті [8,48].
Сырдария артезиан бассейнінің энергетикалық потенциалы ауқымды, қоры 470,3 млрд. текше м. және арынды сулардың температурасы 30-75°С және одан жоғары.
Қазақстанның оңтүстік өңірін жылу және энергиямен жабдықтау мәселелерін шешуде Келес артезиан бассейнінің болашағы зор, оның қоры 120,5 млрд. текше. м. және арынды сулардың температурасы 40-85 °С [1,44]. Әртүрлі экономикалық себептерге байланысты еліміздің геотермалды ресурстары энергия көздері ретінде әзірше жұмылдырыла қойған жоқ. Шағын көлемде олар бальнеологияда және бақшалық дақылдарды суаруда қолданылады. Алайда өздерінің потенциалды мүмкіндіктеріне қарай олардың болашағы керемет, өйткені олар міндетті түрде Батыс және Оңтүстік Қазақстан энергиясының негізгі көздері болатыны анық.
Электр энергиясын және жылуды геотермалды көздерден алу мүмкіндігі әлі күнге әлемде кең жариялана қоймаған, таулы ортада жасанды баламасын алу бойынша жаңа идеясын өмірге келтірді. Егер шикізаттың энергия көзіне айналу сатысын ескерсек, онда мұнайды, газды және көмірді өндіру мен өңдеу, уранды ыдырату тек қана жылу және атом электр станцияларының турбиналарын айналдырып, электр энергиясын шығаратын аса қызған бу түріндегі соңғы өнімді алу үшін ғана өндіріледі. Бірақ оларды өндірмесе де болады, ал аса қызған буды дайын күйінде жер асты жасанды геотермалды көздерден алуға болады.
Жердің жылуы
Қазақстанның көптеген аймақтарында термалды жылу көздері көп кездеседі оны сол аймақтағы тұрғын үй нысанасын жылыту үшін және жылу сорғыларын пайдалану өте тиімді.
Биоэнергетика
Биомассаның энергиясы – бұл энергетикалық мақсатта биогаз және органикалық таза тыңайтқыштарды алумен, ауылшаруашылық қалдықтарын пайдаға асыру болып табылады. Қазақстанның ауыл шаруашылығында органикалық қалдықтардың жылдық шығымы шамамен 40 миллион тоннаны құрайды. Осы қалдықтарды биогазды технологиялар бойынша өңдеу шамамен 18 миллиард текше метр биогаз алуға мүмкіндік береді, бұл шартты отынның 14-15 млн. тоннасына эквивалентті. Осы ресурстарды жартылай пайдаға асыру ауылға және қашықтағы тұтынушыларға алыстан әкелінетін отынды орталықтан жеткізуге деген сұранысты азайтып, сондай-ақ жылу мақсатындағы электр энергиясының шығынын айтарлықтай азайтар еді [11,17,20,28].
Егер биогазды электр энергиясының өндірісі үшін пайдаланса, оның өзіндік құны кВт/сағ үшін бар болғаны 0,025-0,075 доллар, ал дәстүрлі көздерден алынатын электр энергиясы кВт/сағ үшін 0,1-0,15 доллар құрайды. Сөйтіп биогаз 2- 4 есе үнемдірек [27,41].
Биогазды технологиялар – бұл өңдеудің барынша тиімді, экологиялық таза, қалдықсыз тәсілі, тазарту, әртүрлі өсiмдiк және жануартекті органикалық қалдықтарды жою және зиянсыз ету.
Қазіргі кезде әлемнің барлық дамыған және даму жолындағы елдері биомасса ерекшелігінің барын ескере отырып, биоэтанол өндірісінің өзіндік бағдарламаларын жасауда, соның ішінде Қазақстанның жақын көршілері Ресей мен Қытай да бар.
Қазақстан бұл бағытта да алдыңғы қатардан көріне алады: Қазақстан өсімдік шаруашылығының өнімдерін ең алдымен, «қатты» бидайды көптеп шығарады. Бірақ бізде жыл сайын ауыл шаруашылығы қалдықтары – сабандар, күнбағыс қауыздары көп мөлшерде еш мәнсіз өртеледі, бұларды биоэтанол өндірісі үшін пайдалануға болатын еді.
Солтүстік Қазақстан облысында «Баско» компаниясы биоэтанол өндірісі бойынша зауытты салды – бұл «Биохим» өндірістік кешені. Сондай-ақ, энергетикадағы әлемдік үдерістерді ескеріп, Степногорскіде бар қуатты өндірістік базаны және биоэтанол өндірісіне арналған инфрақұрылымды пайдалануға да болады.
Биоотын
Қазақстанда ауыл шаруашылығы өндірісінің қалдықтары энергия өндірісіне арналған биомассаның тұрақты көзі болып табылады.
Оларды өңдеудің арқасында шамамен 2 млн. т.ш.о./жыл биоотын алуға болады.
Орман өнеркәсібінің қалдықтары да энергияның жаңғыртылатын көздері тұрғысынан қызығушылық тудырады. Қазақстан Республикасының орман қорының жалпы өрісі 23,4 млн. га құрайды, солардың ішінде орман алып жатқан алқап шамамен 12 млн. га, құрайды, бұл республика аумағының 4,5% Ресей және Түркиядан кейінгі Орталық және Шығыс Еуропа елдерінің ішінде үшінші орында.
Қазақстанның орманы үшін олардың біртекті таралмауы тән. Ағаш қорының шамамен 80%-ы елдің солтүстік және солтүстік-шығыс бөлігіне келеді және бұл қордың жартысы Шығыс Қазақстан облысының қылқан жапырақты ормандары (Шығыс Қазақстан – 47%, Солтүстік Қазақстан – 18,6%, Ақмола – 11%) [16,20,41].
Бақылау сұрақтары:
1. Жаңғыртылатын энергия көздерінің түрлері және олар басқа қандай түрлерге жіктеледі?
2. Қазақстан аймағына түсетін күн энергиясының жылдық әлеуеті қандай мөлшерде?
3. Жердің бетіне түсетін күн энергиясының қанша пайызы адамдардың тіршілігін қамтамасыз етуге жеткілікті деп саналады?
4. Қазақстанның географиялық орналасуы және климаттық жағдайы қандай және Қазақстан қандай географиялық ендікте орналасқан?
ДӘРІС