Энергия степей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Энергия степей

энергия ресурс степняк жизнедеятельность

Доктор технических наук, академик МАНЭБ

Байшагиров Хайрулла Жамбаевич

Потребление энергии является обязательным условием существования человека. При этом качество жизнедеятельности человека напрямую зависит от вида энергетического ресурса, его доступности и формы использования.

История цивилизаций - история изобретения все новых и новых методов преобразования энергии, освоения ее новых источников и, в итоге, увеличения энергопотребления. Во всех развитых странах темпы развития энергетики опережают темпы развития других отраслей.Различные цивилизации и этносы, обитая на просторах Евразийской степи, тысячелетиями осваивая ее скудные природные ресурсы, полагались в основном на свои житейские умения и навыки. Основными атрибутами, главными спутниками степняка по жизни были лошадь и ветер.

Хорошим подспорьем для кочевников и их выживания в степных условиях были и остаются до сегодняшнего дня естественные обитатели степей - лошади. Эти неприхотливые в быту домашние животные долгие годы служат для человека универсальным источником энергии. Питание мясом и молочными продуктами позволяют степнякам поддерживать естественный энергетический баланс, заложенный природой в организме. Кожаная одежда служит теплоизолятором, т.е. искусственным стабилизатором обмена тепловой энергии между окружающей средой и человеком. Лошадь является незаменимым транспортным средством, надежной боевой единицей, удобной рабочей силой. Более того, культура казахов вбирала в себя и виртуозное владение приемами использования этого домашнего животного в быту, в военном искусстве, искусстве наездников - байге, традиционных обрядах и т.д.

Заметим, что такое отношение к лошади существовало не только у азиатских кочевников. Достаточно вспомнить античных кентавров, упомянутых в мифологии многих европейских народов. История свидетельствует об эффективном применении этого природного энергетического ресурса на протяжении многих столетий во всех сферах жизнедеятельности азиатов, европейцев, аборигенов и т.д. Смеем утверждать, что лошади, в свое время, по своей востребованности не уступали бы мобильным телефонам в наши дни. Однако, мощность энергии этого животного конечна - всего лишь одна лошадиная сила. Поэтому, дальнейший прогресс цивилизаций возможен лишь при использовании более совершенных объектов по переработке энергии.

Пришло время иных технологий, основанных на тех энергетических ресурсах, которые для кочевников издревле служили не подспорьем, а помехой. К числу таких источников можно отнести ветер, неисчерпаемую силу которого степняки нивелировали, интуитивно приспосабливаясь к его стихии.

При этом изобретения человека на тысячелетия опередили соответствующее научно-техническое обоснование. Примером тому служит жилище казахов - юрта. Она уникальна по форме, поскольку обеспечивает аэродинамическую устойчивость при ветровом потоке и сочетает при этом минимальную поверхность теплоотдачи при достаточном объеме юрты. Отверстие шанырака обеспечивает (вытяжкой) естественную циркуляцию и поступление свежего воздуха. Композиционная структура материала (войлок и деревянные решетки с оптимальными углами наклона) обладает малой теплопроводностью и достаточными для ветровой нагрузки прочностью и жесткостью. Так как на неё воздействует только ветер, юрта - это наиболее естественная, созданная соответственно природным условиям по форме, структуре и ветровой нагрузке конструкция. Все это, в совокупности, способствовало защите человека в холодную ветреную погоду, столь естественную для наших степей в различное время года.

При истощении пастбищ юрты быстро разбирались и транспортировались со всеми пожитками в другую местность. При этом благодаря мобильности зачастую осваивались огромные территории, а сами кочевники вступали в непростые взаимоотношения с другими этносами.

Постоянный ветер повлиял и на внешний облик степняка. Стиль одежды: верхняя одежда удлиненная, ниже колен, наглухо застегнута с закрытым отворотом, обязательно подпоясывается кушаком, лацканов нет; головной убор - овальной формы. Теплый треух - защищает человека в холодную сырую погоду и дождь от попадания влаги за шиворот. Теплые кожаные сапоги выше колен (защита суставов от продувания). Характерный разрез глаз - тысячелетиями степняк прищуривался, защищая глаза от переносимой ветром пыли, песка, влаги и т.д.

Огромный ущерб наносят ему степные пожары, снежные бури, суховеи, которым противостоять была просто невозможно из-за несравнимого превосходства энергии ветра над энергией человека.

В этом отношении больше повезло этносам, живущим у морей и океанов. Использование парусов способствовало развитию этих стран, сделав многих из них ведущими державами мира. Наличие сильного ветра, постоянно направленного перпендикулярно к береговой линии (с моря, на море), обусловило также создание здесь крыльчатых агрегатов типа мельницы. Например, в Голландии до сих пор сохранились такие ветроэнергомашины, созданные более 500 лет назад (1450 г.).

Известно, что в Казахстане на 1 января 2005 г. насчитывалось 7512 сёл, Это на 148 меньше, чем годом ранее. Под угрозой упразднения ,было 222 села. Почему? Нет электричества и питьевой воды. Практически в каждой области имеется определенное количество населенных пунктов, испытывающих с этим большие трудности. Более чем в сотнях сёл люди пьют воду из открытых водоемов, колодцев. Во многих сёлах Западно-Казахстанской, Жамбылской, Восточно-Казахстанской, Костанайской, Мангыстауской, Алматинской и других областей пользуются поверхностными источниками воды. Более, чем в тысяча населенных пунктах децентрализованный тип водоснабжения, во многих из которых жители пользуются привозной водой, которая не всегда соответствует санитарным нормам. До сих пор не электрифицированы более сотни сел республики. За прошедшие 10 лет эта ситуация существенно не изменилась.

За последние полвека природа Казахстана подвергается тяжелым изменениям антропогенного характера. Трудно найти такую страну, где одновременно существовали бы атомные и военно - космические полигоны, действующий космодром и высыхающее море, открытые карьеры, рудники и шахты, а также источники нефти и газа, влияющие на всё живое.

Ветер и здесь сыграл отрицательную роль, перенося на тысячи и более километров неблагоприятные продукты издержек технологии на обширные луга и пастбища, населенные пункты и степи. Наверное, не случайно то, что за это время угрожающе развивается опустынивание большей части территории Казахстана.

Дефицита энергии нет. Есть лишь недостаток технологии, времени, инвестиций. Можно добавить, что еще не хватает мудрости и воли цивилизованных стран, которые сумели стать высокоразвитыми.

Развитие новейших технологий позволяет сегодняшним поколениям народов, проживающим внутри континента, использовать энергию ветра в объеме, не уступающем по масштабам применению ветроагрегатов в прибрежных государствах (Дания, США, Индия, Германия, Испания и т.д.).

На территории бывшего СССР когда-то были возведены различного рода ветроэнергомашины, однако монопольное положение централизованной энергосистемы вытеснило их в середине прошлого века.

Настало время восстановить историческую справедливость - использовать ветроустановки, обратив ветер на пользу степняку.

Для этого имеются все предпосылки, поскольку Казахстан является мировым лидером по количеству доступной ветровой энергии на душу населения. По нашим расчетам - ее в 25 - 30 раз больше той величины электроэнергии, что вырабатывается в стране. К тому же страна уникальна по такому показателю, как малая плотность населения. Сегодня экономически не выгодно восстанавливать и протягивать линии энергопередач всем потребителям. Указанные выше проблемы степных жителей можно решить в ближайшие годы с помощью энергии самого ветра - этого неиссякаемого, бесплатного ресурса, данного нам природой. Это возможно при условии всесторонней поддержки и финансирования работ по созданию ветроэнергетических установок.

На совещании с акимами ещё в сентябре 2002 года Президент страны Н.Назарбаев указал на то, что село потребляет лишь 10 % энергии, вырабатываемой в стране. К сожаленью, эта цифра уменьшилась. Поэтому для выхода из катастрофического положения, необходимо развивать альтернативную энергетику, при этом соответствующие автономные источники легко доставляются потребителю. Поправить положение в этом вопросе можно с помощью ветроагрегатов, наиболее адекватно соответствующих образу жизни сельчан. Это, в первую очередь, малые ветроустановки, несколько видов которых разрабатывается в Казахстане.

После выигрыша гранта Фонда Науки РК в 2004г. ученым Кокшетауского госуниверситета им.Ш.Уалиханова совместно с московскими специалистами удалось создать первый опытный образец композиционной ветроэнергетической установки с диффузором - ВЭУД. Ее параметры: расчетная мощность 1 кВт, масса 95 кг, высота башни - 4 метра, срок эксплуатации - 20 лет, ориентировочная цена при серийном производстве 2500 долларов США, материал установки - стеклопластик. В настоящее время требуется закончить этап доводки опытной партии ВЭУД с тем, чтобы оптимизировать ее параметры и отработать элементы серийного производства. Напоминая по форме и структуре юрту, ВЭУД легко монтируется за 2-3 часа тремя рабочими без подъемных устройств и может быть перемещена (вместе с ней) в другую местность.

Представим, что каждый сотый сельчанин, получивший по одной ВЭУД, займется животноводством. Потребность составит на сегодняшний день около 70000 ВЭУД. Для их производства при мощности 1000 изделий в год потребуется 40 цехов (общее число рабочих 2000) и 7 лет работы. Но помимо рабочих мест, и сельчане, и горожане получат очевидную выгоду, так как установка применима со скважинным насосом для выкачивания подземной воды. Известно, что у крупного рогатого скота, потребляющего воду из скважины, надои и живой вес повышаются на 15-18 %.

Ведь это чистая прибыль, которая быстро окупит ветряк. В доле себестоимости выращивания одной овцы около половины составляет обеспечение ее питьевой водой, поэтому применение здесь ВЭУД (стационарные скважины + переносные насос и ВЭУД) может уменьшить этот показатель, а значит и цены на рынке. В республике исчезают такие выгодные промыслы, как верблюдоводство и коневодство. Эти животные как раз могут без проблем транспортировать на себе ВЭУД и перемещаться в силу своей неприхотливости в любую местность, доставив туда источник энергии, который в свою очередь послужит и человеку, и животным. По-видимому, развитие именно традиционного животноводства (при кластерном подходе с полной переработкой продукции) может удовлетворить внутренние потребности, а также вывести страну на внешний рынок.

Проект «Создание опытной партии ВЭУД» направлен на создание первой в стране экологически чистой конкурентоспособной энергомашины, изготовленной из композиционных материалов, и носит комплексный характер. Дело в том, что ВЭУД не только отвечает духу ГПФИИР, но может быть эффективно использован при решении вопросов следующих Государственных программ:

- «Чистая вода» - скважина + насос + ВЭУД (окупается за полгода);

- « Развитие сельских территорий» - обеспечение энергией отдаленных, а также труднодоступных пунктов, лишенных централизованного энергоснабжения (обычные электросети восстанавливать нерационально);

- «Аул» - обеспечение энергией фермеров, бригадных станов, животноводческих пунктов, малокомплектных школ, лечебниц и т.д;

- «Агропродовольственная программа» - создание малых теплиц, инкубаторов, пунктов переработки пищевой и другой продукции, погребов, хранилищ и т.д.

- мероприятия по КИОТСКОМУ протоколу - любая ветроустановка или станция, являясь альтернативным источником энергии, не загрязняет атмосферу выбросами газов, т.е. сдерживает парниковый эффект. Сейчас уже ясно, что глобальное потепление приняло необратимый характер, угрожающий всему живому на планете. Поэтому любые шаги по замене или уменьшению доли топливной энергетики крайне актуальны.

Широкое внедрение ветроустановок коренным образом изменит также социальное положение сельчан, так как кроме хозяйственных предметов типа электронасос, сепаратор, доильный аппарат и др., можно подключить к источнику холодильник, телевизор, компьютер, медицинские приборы и десятки других средств, призванных обеспечить инфраструктуру жизнедеятельности человека.

Республика обладает большими запасами топливного сырья, однако надо помнить, что они не возобновляемы и могут закончиться в ближайшие десятилетия. Поэтому сегодня требуется очень бережное, наиболее рациональное использование этих ограниченных ресурсов с тем, чтобы оставить следующим поколениям сырье для химической отрасли. Взамен этого можно было бы быстро развивать альтернативную энергетику (ветровую, солнечную и т.д.), так как те государства, которые сделают здесь технологический прорыв, будут действительно независимыми и конкурентоспособными странами с устойчивой зелёной экономикой.

Размещено на Allbest.ur