Нетрадиционные электростанции в россии: Нетрадиционная энергетика в России. Геотермальная энергия. Ветроэнергетика. Микро-ГЭС

Нетрадиционная энергетика в России. Геотермальная энергия. Ветроэнергетика. Микро-ГЭС



Нетрадиционная энергетика в РФ. Возобновляемые источники энергии. Геотермальная энергия. Ветроэнергетика. Солнечная энергетика. Микро-ГЭС.

Дефицит природных источников энергии побуждает ученых всех стран задуматься о поисках альтернативных видов энергии. К таким относятся нетрадиционные возобновляемые источники энергии – установки и устройства, использующие энергию ветра, солнца, биомасс, геотермальную энергию, а также тепловые насосы, использующие низкопотенциальное тепло, содержащееся в приземных слоях воздуха, воды, верхних слоях Земли и промышленных выбросах.

Различают три понятия потенциала нетрадиционных возобновляемых источников энергии: валовый, технический и экономический.

• Валовый (теоретический) потенциал НВИЭ – это суммарная энергия, заключенная в данном виде ресурса.
• Технический потенциал – это величина энергии, получаемая из данного вида энергоресурсов при существующем уровне развития науки и техники. Технический потенциал будет постоянно увеличиваться по мере совершенствования технологий.
• Экономический потенциал – это величина энергии, получение которой из данного вида ресурса экономически целесообразно.

В настоящее время в России уже функционирует ряд электроустановок нетрадиционной энергетики: Паужетская Гео ТЭС (мощностью 11 МВт), Кислогубская приливная станция (400 кВт), до 1500 ветроустановок (мощностью от 0,1 до 16 кВт), фотоэлектрические установки (общей мощностью до 100 кВт). Ресурсы нетрадиционных возобновляемых источников энергии Россия, млн. т.у.т. в год.

На сегодняшний день в нетрадиционной электроэнергетике действует:

• около 3000 тепловых насосов единичной мощностью от 10 кВт до 8 МВт;
• установки солнечного теплоснабжения общей площадью солнечных коллекторов до 100 тыс. кв. м;
• около 20 биоэнергетических установок по переработке отходов животноводства в биогаз;
• геотермальное теплоснабжение в Дагестане, Ставропольском и Краснодарском краях в объеме 3 млн. Гкал в год;
• четыре станции по переработке городских сточных вод с выработкой биогаза;
• несколько мусоросжигающих заводов, вырабатывающих около тыс. Гкал в год.

Нетрадиционная энергетика в России может эффективно использоваться для энергоснабжения потребителей, прежде всего в районах, не охваченных централизованным энергоснабжением. К этим зонам относятся обширные территории России, в которых проживает около 20 млн. чел., а также отдаленные районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока и сельские районы в центральной части страны (Архангельская, Вологодская, Кировская, Ярославская и некоторые другие области).

Кроме того, важное значение нетрадиционная энергетика может иметь как фактор, снижающий негативное воздействие объектов большой энергетики на окружающую среду. Значительно уменьшить загрязнение атмосферы, почв и водной среды можно в результате перехода от сжигания низкосортного угольного топлива в мелких котельных к использованию нетрадиционных возобновляемых источников энергии. По предварительным оценкам объем замещения органического топлива может составить 9 и 25 млн. тонн условного топлива в год соответственно в 2000 и 2010 гг. Такие показатели можно считать положительными, однако потенциал нашей индустрии позволяет более эффективно развивать эту отрасль.

Несмотря на то, что производство электрической и тепловой энергии на основе нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) в российской электроэнергетике невелико, заинтересованность, однако, в создании новых энергоустановок нетрадиционной энергетики, как и во всем мире, непрерывно растет. В настоящее время эксплуатируются и строятся электрогенерирующие установки на возобновляемых источниках энергии региональными энергокомпаниями Камчатскэнерго, Ставропольэнерго, Комиэнерго, Дагэнерго, Калмэнерго, Каббалкэнерго, Кубаньэнерго, Колэнерго, Янтарьэнерго. Проектируются нетрадиционные электростанции в АО «Магаданэнерго», «Дальэнерго», «Ленэнерго», «Карелэнерго», «Сахалинэнерго».

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия — один из важнейших нетрадиционных возобновляемых источников энергии, который уже сегодня становится конкурентоспособным на мировом рынке энергии. Мощность действующих ГеоТЭС в мире насчитывает около 6 тыс. МВт, более 2 тыс. строится и более 11 тыс. — намечается построить.

К настоящему времени в России разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превышающим 300 тыс. куб. м/сутки. По 20 месторождениям ведется промышленная эксплуатация. Среди них можно отметить: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкессия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край).
В России с 1967 г. работает Паужетская ГеоТЭС мощностью 11 МВт.

Запасы парогидротерм в России, пригодные для использования в электроэнергетике, в основном сосредоточены на Камчатке и Курильских островах. Потенциальная их мощность оценивается в 1000 МВт, ее достаточно для удовлетворения полной потребности этих регионов в электроэнергии. Кроме того, отсепарированная на скважинах вода (конденсат) может направляться для нужд теплоснабжения.

В настоящее время на Камчатке ведется строительство Верхне-Мутновской геотермальной электростанции мощностью 12 МВт. Полную мощность электростанции предусматривается в дальнейшем довести до 200 МВт. В 1998 году Европейский банк реконструкции и развития выделил кредит на строительство 1-й очереди станции в размере 100 млн долларов США.

Утверждено ТЭО Океанской ГеоТЭС на о. Итуруп мощностью 30 МВт, но, несмотря на сложность энергоснабжения острова, строительство ее не ведется из-за отсутствия финансовых средств. По этой же причине прекращено в 1997 г. строительство ГеоТЭС мощностью 3 МВт на Каясулинском месторождении (Ставропольский край).

В 1998 г. АО НПО «Нетрадиционная электроэнергетика» совместно АО «Калужский турбинный завод» и АО «ЭНИН им. Г.М. Кржижановского» закончено изготовление опытно-промышленного образца турбины полного потока и начаты его испытания.

Важным вопросом, связанным с освоением геотермальных ресурсов, является освоение ресурсов низкопотенциальных вод, особенно в Центральных районах России, лишенных собственных топливно-энергетических ресурсов, а также использование водоносных горизонтов в качестве подземных теплоаккумуляторов.

Ветроэнергетика

За последние несколько лет ветроэнергетика стала одним из важных направлений в освоении возобновляемых источников энергии. В настоящее время в мире установлено ветроагрегатов общей мощностью около 6000 МВт, в США — 2500 МВт. Осуществляются широкие программы строительства ВЭС в Дании, Германии, Голландии и Японии. Главнейшей задачей в ветроэнергетике является создание надежного и эффективного энергооборудования для ВЭС.

В России ведется освоение головных ветроустановок (ВЭУ) единичной мощностью 250 и 1000 кВт. Первая из 22 ВЭУ Калмыцкой ВЭС мощностью по 1000 кВт — Радуга-1 — введена в работу в октябре 1995 г. Закончено изготовление и начат монтаж второй ВЭУ. В ноябре 1998 года итоги освоения установок «Радуга-1» рассмотрены на НТС РАО «ЕЭС России». Предприятия-изготовители ВЭУ (АО «Тушенский машиностроительный завод» АО «Электросила», и АО «Атоммаш») в случае решения финансовых вопросов могут в 1999 году поставить на площадку оборудование еще для 1-2 установок 1-й очереди Калмыцкой ВЭС в составе 9 установок общей мощностью 9000 кВт.

На Воркутинской ВЭС с 1996 г. находятся в эксплуатации 6 ветроагрегатов мощностью по 200 и 250 кВт, однако монтаж остальных 4 установок, предусмотренных проектом ВЭС не ведется по тем же причинам. Из-за отсутствия инвестиционных средств не осуществляется строительство еще ряда ветроэлектростанций, по которым уже утверждено ТЭО. Это — Приморская ВЭС мощностью 30 МВт (Дальэнерго), Магаданская ВЭС мощностью 50 МВт и Морская ВЭС мощностью 30 МВт (Карелэнерго).

В 1998 году в России введен в эксплуатацию ветряк (ветрогенератор) мощностью 600 кВт фирмы Wind World и АО «Янтарьэнерго» (совместный российско-датский проект), решается вопрос о строительстве ВЭС мощностью 5 МВт.

Солнечная энергетика

В области солнечной энергетики все работы, проводившиеся в прежние годы в электроэнергетике, практически прекращены. Строительство Кисловодской СЭС мощностью 1,5 МВт, цель которой — отработать технологии и заменить 3 городские котельные, не соответствующие экологическим требованиям города-курорта, прекращено в 1994 году из-за отсутствия средств.

Микро-ГЭС

Важнейшим направлением нетрадиционной энергетики является использование энергии малых водных потоков для сооружения малых и микро-ГЭС. В настоящее время в России работает около 300 малых ГЭС суммарной мощностью около 1000 МВт, однако гидропотенциал малых водных потоков России практически не используется (используется лишь 1% потенциальной мощности). В отрасли имеется программа развития малой гидроэнергетики до 2010 года, согласно которой намечалось ввести 800 МВт мощности.

Сложившаяся 60-80-х годах тенденция в строительстве ГЭС ориентировалась на сооружение станций большой мощности. За этот период в стране количество малых ГЭС сократилось в десятки раз. Утраченное было производство гидроагрегатов малой мощности снова начинает возрождаться. К настоящему времени освоен выпуск большого числа гидроагрегатов на малые и средние напоры мощностью в десятки и сотни кВт. Однако на сегодня не освоено производство малых гидроагрегатов, рассчитанных на работу с малым (2-5 м) напором и большим потоком воды, что как нельзя лучше соответствовало бы условиям большинства рек Центральной России и других регионов.

В настоящее время проектирование и строительство малых ГЭС ведется на Северном Кавказе (ГЭС «Голубые озера», ГЭС-3 на канале Баксан-Малка, Усть-Джегутинская МГЭС, Гергебельская МГЭС), Урале (МГЭС в совхозе «Татауровский»), Сибири (МГЭС на реке Тоора-Хем), Дальнем Востоке (МГЭС на р. Быстрой, каскад Толмачевских МГЭС), Калининградской (Правдинская ГЭС) и Кировской областях.



Нетрадиционные источники энергии

Нетрадиционные источники энергии

Энергетический кризис способствовал повышению интереса к новым видам энергоресурсов, которые получили название нетрадиционных или альтернативных. Доля их в структуре мирового потребления первичных энергоресурсов заметно растет. К нетрадиционным источникам энергии относят энергию Солнца, ветра, приливов, морских волн, геотермальную и термоядерную энергию. Особые надежды возлагают на водород, так как он является наиболее перспективным энергоносителем. Однако его промышленное получение обходится пока очень дорого.

Все более глубокий интерес в современном мире проявляется к практическому применению геотермальной энергии, использованию тепла Земли. Она находит двоякое применение. Во-первых — подача горячих подземных вод для обогрева зданий и теплиц. В наши дни наибольшее значение этот путь имеет для Исландии. Для этой цели в столице государства Рейкьявике начиная с 30-х годов создана система трубопроводов, по которым вода подается потребителям. Благодаря геотермальной энергии, которая идет на отопление теплиц, Исландия полностью обеспечивает себя яблоками, помидорами и даже дынями и бананами. Во-вторых, применять геотермальную энергию можно путем строительства геотермальных станций. Самые крупные из них построены в США, на Филиппинах, в Мексике, Италии, Японии, Новой Зеландии, России (в Долине Гейзеров на Камчатке).

Трудно представить себе жизнь человечества без Солнца. Хорошо известно, что современная энергетика мира в значительной степени базируется на запасенной в процессе фотосинтеза солнечной энергии, аккумулированной в минеральном топливе. Однако создание солнечных электростанций позволило человечеству использовать энергию в гораздо большем объеме. Наиболее преуспели в гелиоэнергетике (от греч. helios — солнце) США, Франция, Япония, Италия, Бразилия. Построена солнечная электростанция в Крыму (Украина).

С давних пор служила человечеству энергия ветра. Примитивные ветряные двигатели применялись еще 2 тыс. лет назад. Появление интереса человека к энергии ветра сегодня объясняется энергетическими затруднениями, возникшими в последние годы. Небольшие ветровые электростанции работают почти во всех странах мира. Конструированием и промышленным выпуском современных ветряных установок занимаются сейчас Франция, Дания, США, Великобритания, Италия. Очень важной проблемой в использовании энергии ветра является малое содержание энергии в единице объема, непостоянство силы и направления ветра, поэтому перспективно использовать ветер в странах, находящихся в районах постоянных направлений ветра.

Использование энергии волн находится пока еще в основном на стадии эксперимента.

Энергия приливов успешно используется во Франции, США, Канаде, России и Китае. Здесь построены приливные электростанции.

К нетрадиционным источникам энергии можно отнести также получение синтетического горючего на основе угля, сланцев, нефтеносных песков.

Перспективы внедрения солнечных и ветряных электростанций в России — Возобновляемые источники энергии

Попытки развить возобновляемую энергетику предпринимаются и в России. 4 октября 2019 года в МГТУ им. Н.Э. Баумана прошла лекция председателя правления УК «Роснано» Анатолия Чубайса «Возобновляемая энергетика в России. Создание технологического кластера: 2007-2019-2035» [1]. На данной лекции А. Чубайс говорил о перспективах развития ВИЭ в России, он заявил: «Россия – страна с высокой инсоляцией. Россия – страна ветров. Мы обладаем просто уникальным природным потенциалом, которым нельзя не воспользоваться».

Рис.  1. Анатолий Чубайс на лекции «Возобновляемая энергетика в России. Создание технологического кластера: 2007-2019-2035» в зале Ученого совета МГТУ им. Н.Э. Баумана 4 октября 2019 года

Но ещё 44 года назад 8 октября 1975 года на сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР,  проходившей в Москве, советский учёный-физик Пётр Леонидович Капица в своём докладе отметил: «…следует считать, что практическое прямое использование солнечной энергии в больших масштабах нереально… Использование ветра, также из-за недостаточной плотности энергетического потока, оказывается экономически неоправданным» [2].

Рис. 2. Пётр Леонидович Капица

Кто же прав? Главный идеолог современной России по внедрению ВИЭ или великий физик Советского Союза? Данный вопрос сводится к вопросу перспектив внедрения в условиях нашей страны солнечных (СЭС) и ветряных (ВЭС) электростанций. Данный вопрос весьма актуален, поскольку ответ на него может являться основанием для политических решений на государственном уровне, которые могут повлечь за собой положительные или отрицательные последствия социально-экономического и экологического характера. Поэтому целью данной работы является анализ перспектив внедрения СЭС и ВЭС в России. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• 
  Оценить потенциал энергии солнечного излучения и ветра на территории России;

• 
  Определить мощностные показателей некоторых эксплуатирующихся в России СЭС и ВЭС и сравнить их с аналогичными показателями электростанций традиционной энергетики;

• 
  Выделить основные проблемы на пути внедрения СЭС и ВЭС;

• 
  Оценить целесообразность применения СЭС и ВЭС в российских условиях с учётом наблюдающихся тенденций в области мировой энергетики.

Потенциал энергии солнечного излучения в России

На рис. 3 приведена карта распределения по территории России среднегодовой энергетической освещённости оптимально ориентированной неподвижной поверхности, взятая из [3]. В легенде карты приведены две шкалы с размерностями кВт·ч/(м²·день) и Вт/м². Вторая шкала демонстрирует значения максимальной средней мощности, которую можно было бы получать с одного квадратного метра оптимально ориентированной неподвижной рабочей поверхности солнечной установки, если бы её КПД был равен 100%. Однако КПД эксплуатируемых солнечных установок находится в диапазоне 10-20%, поэтому максимальная полезная мощность, которую можно получить как минимум в 5 раз меньше, чем потенциально возможная.

Рис. 3. Среднегодовая энергетическая освещённость оптимально ориентированной поверхности

Как видно из рис. 3 наибольшим солнечным потенциалом обладают Приморье и юг Иркутской области, где среднегодовая суточная энергетическая освещённость оптимально ориентированной поверхности может достигать 208 Вт/м²
(при среднегодовой суточной инсоляции 5 кВт·ч/м²
[3]). По этому значению оценим максимальную среднегодовую удельную электрическую мощность, которую может иметь солнечная электростанция (СЭС) в России. Под удельной среднегодовой электрической мощностью понимается полезная электрическая мощность, вырабатываемая электростанцией, приходящаяся на один квадратный метр земной поверхности, затеняемой солнечными панелями.

Будем считать, что электростанция состоит из рядов неподвижных фотоэлектрических панелей, наклонённых под оптимальным углом к поверхности земли, примерно равным широте местности φ. Чтобы электростанция работала наиболее эффективно, панели не должны затенять друг друга, поэтому расстояние между рядами панелей будет определяться минимальным углом падения солнечных лучей на данной широте, который в северном полушарии Земли достигается в день зимнего солнцестояния, около 22-го декабря, а в южном — в день летнего солнцестояния, около 22-го июня. На рис. 4 представлена схема освещения Солнцем рядов фотоэлектрических панелей в день зимнего солнцестояния в северном полушарии в истинный полдень, то есть когда Солнце находится в верхней кульминации.

Рис. 4. Схема освещения Солнцем рядов панелей солнечной электростанции в день зимнего солнцестояния в истинный полдень

Если среднегодовая энергетическая освещённость панелей равна E, а КПД электростанции равен η, то её удельную мощность можно определить по формуле, следующей из геометрических расчётов: ρ = E·η·cos(φ + ε)/cos ε, где ε ≈ 23.5° — угол наклона небесного экватора к плоскости эклиптики. У четырёхкаскадных солнечных элементов, изготовленных в Германии (Fraunhofer ISE/Soitec), при использовании концентрирования солнечного излучения в 500 раз, КПД достигает 46% [4]. На данном этапе развития солнечной энергетики это максимальное значение КПД, достигнутое на практике. Пренебрегая потерями в электросетях, преобразователях и накопителях электроэнергии, примем η = 0.46. Тогда для широты 50° максимально возможная удельная мощность солнечной электростанции в России составит 30 Вт/м². Для следящих поверхностей в наиболее солнечных районах России энергетическая освещённость может достигать 292 Вт/м²
(при среднегодовой суточной инсоляции 7 кВт·ч/м²
[5]), поэтому при использовании следящих солнечных панелей потенциальная удельная мощность электростанции составит 42 Вт/м². Но стоит заметить, что пока по экономическим соображениям на практике применяются гораздо менее эффективные солнечные элементы, а также предпочтение отдаётся стационарным солнечным панелям. Кроме того часть энергии теряется в сетях и различных устройствах (аккумуляторах, инверторах, распределителях и т.п.), поэтому реальные значения удельной мощности будут значительно меньше потенциально возможного уровня. При этом различные открытые информационные источники содержат заведомо несправедливую для России информацию, например, в [6] указано, что СЭС имеют удельную мощность 50–100 Вт/м².

Потенциал энергии ветра в России

Теперь рассмотрим потенциал ветров на территории нашей страны. На рис. 5 изображена карта распределения среднегодовой скорости ветра на территории России.

Рис. 5. Карта распределения среднегодовой скорости ветра на территории России [7]   

Опыт показывает, что для промышленного применения ветряных электростанций (ВЭС) требуется среднегодовая скорость ветра от 6.95 м/с [8], а для обеспечения самоокупаемости ВЭС требуется среднегодовая скорость ветра от 5 м/с [9]. Как видно из рис. 5, на большей части территории России применение ВЭС нецелесообразно. Наиболее благоприятными для промышленного применения ВЭС являются территории, примыкающие к побережьям северных и восточных морей России, а также Чёрного и Азовского морей. Наибольший интерес ветряная энергетика может представлять для прибрежных территорий от Карского до Охотского моря, вне зоны централизованного энергоснабжения.

Сравнение солнечных и ветряных электростанций с электростанциями традиционной энергетики

Теперь сравним мощностные показатели действующих в России СЭС и ВЭС с аналогичными показателями электростанций традиционной энергетики, а именно тепловых (ТЭС), атомных (АЭС) и гидроэлектростанций (ГЭС). Особый интерес представляет такой показатель, как среднегодовая удельная электрическая мощность электростанции

где:

N_уст
— установленная электрическая мощность электростанции, МВт;

КИУМ — коэффициент использования установленной мощности, %;

S — площадь территории электростанции, км².

Среднегодовая удельная электрическая мощность характеризует эффективность использования территорий для производства электроэнергии, поскольку показывает, сколько среднегодовой вырабатываемой электростанцией мощности приходится на единицу площади её территории. По нему можно оценить сколько территории будет отчуждено при строительстве новой электростанции определённого типа.

В табл. 1 приведены значения среднегодовой удельной мощности некоторых российских электростанций, рассчитанные по данным открытых источников [10–23]. Площади территорий электростанций рассчитаны с помощью ресурса Google Earth [24]. Для заполнения табл. 1 в основном использованы данные за 2018 год.

Таблица 1

Как видно из результатов расчётов, представленных в табл. 1, среднегодовая удельная мощность СЭС и ВЭС на 2-3 порядка ниже, чем у электростанций традиционной энергетики. При этом следует учитывать, что среднегодовая мощность, вырабатываемая СЭС и ВЭС, главным образом определяется погодными условиями, в то время как мощность, вырабатываемая традиционными электростанциями, определяется потребностями в электроэнергии и длительностью техобслуживания, которая регламентируется, поэтому потребители, запитанные от электростанций традиционной энергетики более энергонезависимы, чем потребители, использующие «зелёную» энергию.

Если сделать отступление в сторону традиционной энергетики, стоит заметить, что наибольшими удельными мощностями обладают современные ТЭС, имеющие в составе оборудования газотурбинные установки. Традиционные ТЭЦ с паротурбинными установками (Приуфимская ТЭЦ, Камчатская ТЭЦ-2) заметно уступают по удельной мощности газотурбинным ТЭС (Талаховская ТЭС, Новокузнецкая ГТЭС) и парогазовым ТЭС (ТЭС Международная, Сочинская ТЭС). Можно сделать вывод, что среди применяемых в современной энергетике электростанций парогазовые ТЭС обладают наибольшей удельной мощностью, обходя по данному показателю в том числе атомные и гидроэлектростанции.

Проблемы внедрения солнечных и ветряных электростанций для промышленного производства электроэнергии в России

Как показали вышеприведённые результаты расчётов, Пётр Леонидович Капица был прав, говоря ещё в 1975 году об экономической нецелесообразности использования энергии солнечного излучения и ветра из-за низкой плотности энергетического потока. Действительно, СЭС и ВЭС сильно уступают традиционным электростанциям по среднегодовой удельной электрической мощности, поэтому в регионах с высоким сельскохозяйственным потенциалом, применение таких электростанций недопустимо.

Кроме низкой удельной мощности для солнечных и ветряных электростанций характерны другие не менее значимые проблемы, такие как проблемы аккумулирования энергии и утилизации отходов возобновляемой энергетики. Из-за нестабильности мощности СЭС и ВЭС требуют применения либо накопителей электроэнергии — аккумуляторов, либо дополнительных традиционных энергоустановок, например, дизельных электростанций. И в том, и в другом случае ставится под сомнение «чистота» данных способов получения электроэнергии. Здесь следует заметить, что нестабильность мощности СЭС и ВЭС приводит к снижению срока службы как аккумуляторов, так и дизельных электростанций, что требует их ускоренной замены, дополнительных ремонтных работ и соответственно увеличения объёмов производства и утилизации. В связи с вышеописанными обстоятельствами промышленное применение СЭС и ВЭС может быть оправдано только при создании мощных и эффективных накопителей энергии, что отмечено [25].

В конечном итоге перечисленные ранее трудности вытекают в проблему высокой стоимости электроэнергии, вырабатываемой на СЭС и ВЭС. В табл. 2 представлена себестоимость электроэнергии различных типов электростанций согласно прогнозу РусГидро [26].

Таблица 2 Себестоимость электроэнергии, генерируемой на различных электростанциях (прогноз РусГидро на 2020 год)

Из табл. 2 видно, что в нетрадиционной энергетике наибольшую стоимость имеет электроэнергия, выработанная на СЭС, она примерно в три раза дороже электроэнергии, генерируемой на традиционных газовых и угольных электростанциях. Себестоимость электроэнергии наземных ВЭС более чем в два раза ниже, чем у СЭС, однако она также превышает стоимость электроэнергии газовых и угольных ТЭС. Что интересно, при расчёте себестоимости электроэнергии дизельных электростанций (ДЭС) учитывались только затраты на топливо (было принято, что в изолированных от централизованной электросети зонах электроэнергия вырабатывается на уже имеющихся дизельных установках) [26], но тем не менее из-за высокой стоимости дизельного топлива себестоимость электроэнергии ДЭС даже выше, чем у СЭС. Поэтому в комбинации с дизельными установками себестоимость электроэнергии СЭС и ВЭС будет в несколько раз выше, чем у традиционной энергетики. Наиболее дешёвую электроэнергию можно получить на угольных ТЭС, что объясняется низкой стоимостью угля, но следует помнить, что это самые «грязные» электростанции с точки зрения количества вредных выбросов в атмосферу. В плане влияния на атмосферу среди ТЭС наиболее «чистыми» можно считать газовые электростанции, влияние которых при современных технологиях сводится лишь к выбросу в окружающую среду большого количества углекислого газа. С одной точки зрения выбросы CO₂
способствуют развитию «парникового эффекта», который приводит к «глобальному потеплению», но в последнее время данная теория ставится под сомнение, а «глобальное потепление» объясняется протеканием естественных природных процессов, на которые человечество не в состоянии повлиять. Также следует подчеркнуть, что Россия является мировым лидером по запасам природного газа, поэтому в ближайшие десятилетия столкнуться с недостатком данного топлива в нашей стране вряд ли придётся. Следовательно, наиболее актуальными в наших условиях являются газовые ТЭС, а с учетом результатов расчётов, представленных в табл. 1 предпочтение должно отдаваться в пользу парогазовых электростанций. Но, к сожалению, являясь лидером по запасам природного газа, Россия заметно отстаёт от ЕС и США в области газотурбостроения, о чём свидетельствует тот факт, что на современных парогазовых станциях устанавливаются импортные газовые турбины, например на Международной и Сочинской ТЭС установлены газовые турбины производства немецкой фирмы Siemens.

Перспективы развития солнечной и ветряной энергетики в России

Прежде чем говорить о перспективах развития солнечной и ветряной энергетики в России стоит посмотреть на прогноз Международного энергетического агентства (МЭА), представленный в докладе АО «РОСНАНО» на втором международном форуме по энергоэффективности и энергосбережению ENES в 2013 году [27] (рис. 6).

Рис.  6. Прогноз МЭА мирового производства электроэнергии для сценария на основе сокращения удельных выбросов СО₂   

В данном докладе вопрос вызывают абсолютные цифры прогноза мирового производства электроэнергии, поскольку даже не были указаны размерности, но суть не в этом. Если рассмотреть вертикальную шкалу графика, представленного на рис. 6, в относительных единицах, то можно определить, что в 2018 году суммарная выработка электроэнергии с помощью ВИЭ должна была достичь примерно 10%. А потребление нефти и угля для производства электроэнергии должно было снизиться. Но в действительности наблюдается другая картина. На рис. 7 представлен график мирового энергопотребления до 2018 года, опубликованный в статистическом обзоре мировой энергетики нефтяной компании British Petroleum (BP) [28]. Согласно данным BP мировое потребление энергии, полученной с помощью ВИЭ, составило примерно 3,6%, что почти в три раза меньше прогнозного значения МЭА. В то же время потребление газа и нефти возросло, а потребление угля почти не изменилось. Глядя на текущие тенденции потребления энергоресурсов, трудно сказать, что в ближайшие годы генерация электроэнергии с помощью ВИЭ, в том числе на СЭС и ВЭС, составит серьёзную конкуренцию традиционной энергетике, даже несмотря на пока стабильный рост её доли в мировом энергопотреблении.

Рис. 7. График мирового энергопотребления в млн. тонн нефтяного эквивалента [28]   

В 2017 году Руководитель Инвестиционного дивизиона ВИЭ АО «РОСНАНО» Алишер Каланов в американском журнале Forbes пишет об опасности технологического отставания России от развитых стран в области возобновляемой энергетики и о необходимости скорейшего развития данной отрасли [29]. Каланов пишет, что Россия «должна быть интегрирована в глобальную цепочку добавленной стоимости в отрасли ВИЭ», но он упускает из вида тот нюанс, что добавленная стоимость, полученная при эксплуатации ВИЭ пойдёт главным образом в виде прибыли инициаторам данных проектов, а капитальные и эксплуатационные затраты лягут на плечи россиян. Независимо от схем финансирования проектов затраты на их реализацию оплачиваются рядовыми гражданами. Если проекты финансирует государство, то проекты оплачивают налогоплательщики, если при этом не происходит повышение налогов — граждане ограничиваются в получении других общественных благ. В случае если государство не участвует в реализации проектов по внедрению СЭС и ВЭС, то их в конечном итоге оплачивают потребители, покупая электроэнергию по более высоким ценам. То есть развитие возобновляемой энергетики в России в промышленных масштабах невыгодно россиянам. Прежде чем осуществлять инвестирование нетрадиционной энергетики, необходимо вспомнить, что в экономике нашей стране существует ряд других «отсталых» отраслей, вложения в которые, в отличие от вложений в нетрадиционную энергетику, действительно повысят уровень жизни россиян и усилят геополитический статус России. На данный момент в России слабо развито станкостроение, имеет высокий потенциал, но находится в кризисе гражданское авиастроение, сильно отстаёт от развитых стран наша электроника, и, как было отмечено ранее, в области энергетического газотурбостроения Россия также отстаёт. Развитие данных отраслей, на мой взгляд, является более важным, чем развитие нетрадиционной энергетики, поскольку эти отрасли в значительной степени определяют экономическую независимость России. Кроме того до сих пор наша страна не обладает полным набором технологий в области строительства СЭС и ВЭС, особенно ВЭС, о чём свидетельствует, к примеру, строительство японскими компаниями в арктическом пос. Тикси, по заказу РуГидро для апробации технологий, ВЭС мощностью 900 кВт [30]. Данная электростанция была введена в эксплуатацию в 2018 году. Строительство на территории России ВЭС и СЭС с применением иностранных технологий ставит нашу страну в зависимость от стран — производителей данных технологий. Поэтому единственный целесообразный путь развития ветровой и солнечной энергетики в России — это в первую очередь разработка отечественных технологий в этой области, а уже во вторую очередь — производство электростанций, но не для массового промышленного применения их в России, а на экспорт, а также для обеспечения доступными СЭС и ВЭС изолированных от централизованной электросети потребителей, расположенных в местах, где данные электростанции являются достойной альтернативой.

Выводы

Исходя из вышеизложенного можно заключить, что промышленное применение солнечных и ветряных электростанций на территории России в текущих условиях нецелесообразно по ряду причин:

• 
  СЭС и ВЭС обеспечивают весьма низкую среднегодовую удельную электрическую мощность — на 2-3 порядка ниже, чем у традиционных электростанций.

• 
  Себестоимость солнечной и ветровой электроэнергии в несколько раз выше себестоимости электроэнергии, вырабатываемой на традиционных электростанциях, поэтому строительство СЭС и ВЭС в зоне централизованного энергоснабжения следует рассматривать как нерациональное вложение денежных средств.

• 
  Россия не обладает полным набором собственных отработанных технологий для производства солнечных и ветряных электростанций, поэтому при строительстве на её территории СЭС и ВЭС широко применяются иностранные технологии, что дополнительно ставит в зависимость российскую энергетику от других стран.

Тем не менее, результаты проведённого анализа не ставят крест на развитии солнечной и ветровой энергетики в России, однако приводят к следующим выводам:

Во-первых, развитие солнечной и ветровой энергетики в России должно в первую очередь сводиться к разработке отечественных технологий, которые затем можно применять в местах, где применение СЭС и ВЭС действительно оправдано.

Во-вторых, СЭС в России могут быть востребованы лишь в отдельных частных случаях, поскольку наиболее благоприятные для их применения территории находятся в зоне централизованного энергоснабжения.

В-третьих, ВЭС могут быть востребованы для отдельных потребителей, расположенных вдоль побережий северных и восточных морей нашей страны в энергетически изолированных зонах.

И, в-четвертых, если создавать в России целую отрасль в области ВИЭ, к чему стремятся руководители АО «РОСНАНО», то её продукция должна быть ориентирована на экспорт, иначе её развитие будут оплачивать россияне. Если возможности конкурировать с другими странами, развитыми в области ВИЭ, на уровне технологий нет, то не следует тратить государственные средства на организацию производств в этой области. Эти средства следует направить на действительно важные направления, такие как развитие станкостроения и гражданского авиастроения, создание отечественных технологий в области электроники. Также в настоящее время следует развивать отечественное энергетическое газотурбостроение, поскольку наиболее дешёвой, надёжной и в тоже время достаточно «чистой» в ближайшие десятилетия в России будет являться электроэнергия, генерируемая на парогазовых ТЭЦ, где применяются газо- и паротурбинные установки, а в качестве топлива используется природный газ. Также не стоит забывать про атомную энергетику, в которой Россия является мировым лидером, обладая уникальными технологиями, проверенными на практике.

Отдельно следует подумать о возможности снижения энергопотребления, вероятно, путём развития у людей более бережного отношения к энергетическим ресурсам, а также путём создания и совершенствования энергосберегающих технологий.

Литература

1. Анатолий Чубайс выступил с лекцией о возобновляемой энергетике в России // Официальный сайт МГТУ им. Н.Э. Баумана. URL: http://bmstu.ru/master/news/?newsid=6410 (дата обращения: 18.10.2019)
2. П.Л. Капица. Энергия и физика. Доклад на научной сессии, посвященной 250- летию Академии наук СССР, Москва, 8 октября 1975 г. // Вестник АН СССР. 1976. № 1. С. 34-43.
3. Попель О.С., Фрид С.Е., Коломиец Ю.Г., Киселева С.В., Терехова Е.Н. Распределение ресурсов энергии солнечного излучения по территории России // Энергия: экономика, техника, экология. 2007. №1. С. 15-23.
4. Марончук И.И., Саникович Д.Д., Мирончук В.И. Солнечные элементы: современное состояние и перспективы развития // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2019. №2. С. 105–123.
5. Попель О.С., Фрид С.Е., Коломиец Ю.Г., Киселева С.В., Терехова Е.Н. Атлас ресурсов солнечной энергии на территории России. Москва, ОИВТРАН: 2010. С. 81.
6. Карабанов C., Кухмистров Ю. Фотоэлектрические системы. Перспективы. Состав. Параметры // Ваш Солнечный Дом. URL: https://www.solarhome.ru/biblio/bibliosun/kuchmistr.htm (дата обращения: 24.12.2019).
7. Национальный атлас России: В 4-х т. Т. 2. Природа. Экология. М.: Роскартография, 2007. 495 с.
8. Чепенко В.Л. Промышленные ветроэнергетические станции: современное состояние и перспективы использования // Энергобезопасность и энергосбережение. 2009. №6. С. 17–22.
9. Шевченко М.В. Современные ВЭС и особенности их конструкции // Вестник КамчатГТУ. 2006. №5. С. 59–64.
10. Каталог электростанций России // energybase.ru. URL: https://energybase.ru/powerplant (дата обращения: 24.12.2019).
11. АО «Интер РАО – Электрогенерация» подвело итоги производственной деятельности за 2018 год // «Интер РАО». URL: http://iraogeneration.ru/press/news/detail.php?ID=19785 (дата обращения: 26.12.2019).
12. «СО ЕЭС». Отчет о функционировании ЕЭС России в 2018 году.
13. ГТЭС «НОВОКУЗНЕЦКАЯ» // ООО «Сибирская генерирующая компания». URL: https://www.sibgenco.ru/about/company/generation/gtes-novokuznetskaya/ (дата обращения: 28.12.2019).
14. ТЭС Международная. Энциклопедия теплоснабжения // РосТепло.ру. URL: https://www.rosteplo.ru/w/%D0%A2%D0%AD%D0%A1_%D0%9C%D0%B5%D0%B6 %D0%B4%D1%83%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0% B0%D1%8F (дата обращения: 28.12.2019).
15. Лисицына Я. Солнце по проводам: как устроена крупнейшая в мире солнечная электростанция // Газета «Энергетика и промышленность России». 2012. № 18 (206). URL: https://www.eprussia.ru/epr/206/14345.htm (дата обращения: 28.12.2019).
16. Выработка солнечных электростанций под управлением группы компаний «Хевел» превысила 278 миллионов кВт*ч. Новости компании // Hevel. URL: https://www.hevelsolar.com/about/news/vyrabotka-solnechnykh-elektrostantsiy-podupravleniem-gruppy-ko… (дата обращения: 28.12. 2019).
17. В нынешнем году в якутской глубинке введут в строй четыре солнечные электростанции // Первый республиканский информационно-аналитический портал «SakhaNews». URL: http://www.1sn.ru/144269.html (дата обращения: 28.12.2019).
18. Ульяновская ВЭС-1 «Фортум» показывает высокие результаты // Fortum. URL: https://www.fortum.ru/media/2018/04/ulyanovskaya-ves-1-fortum-pokazyvaet-vysokierezultaty (дата обращения: 28.12.2019).
19. Электроснабжение // Крым в деталях. URL: https://web.archive.org/web/20140407061706/http://www.krimspec.org/infrastructura/ele ctrosnab/70-2012-01-23-22-28-24.html (дата обращения: 28.12.2019).
20. Билибинская АЭС досрочно выполнила годовой план по выработке электроэнергии // Neftegaz.ru. URL: https://neftegaz.ru/news/nuclear/513509- bilibinskaya-aes-dosrochno-vypolnila-godovoy-plan-po-vyrabotke-elektroenergii/ (дата обращения: 28.12.2019).
21. НОВОВОРОНЕЖСКАЯ АЭС // АО «Концерн Росэнергоатом». URL: http://rosenergoatom. ru/stations_projects/sayt-novovoronezhskoy-aes/ (дата обращения: 28.12.2019).
22. Нововоронежская АЭС на 124,76 % выполнила план июля по выработке электроэнергии // Atomic-Energy.ru. URL: http://www.atomicenergy.ru/news/2019/08/06/96696 (дата обращения: 28.12.2019).
23. Белоярская АЭС до конца 2019 года выработает более 9,7 млрд. кВтч электроэнергии // АО «Концерн Росэнергоатом». URL: https://www.rosenergoatom.ru/stations_projects/sayt-beloyarskoy-aes/presstsentr/novosti/33848/ (дата обращения: 28.12.2019).
24. Google Earth. URL: https://earth.google.com/web/@45.45882135,33.49464133,71.20607179a,237127.74208 244d,35y,2.02458154h,0t,0r (дата обращения: 24.12.2019).
25. Сокут Л.Д., Муровская А.С. Перспективы развития систем электроснабжения за счет подключения ветровых и солнечных электростанций с накопителями энергии в общую энергосистему // Строительство и техногенная безопасность. 2017. №7 (59). С. 113–121.
26. РусГидро. Рост использования возобновляемых источников энергии — доминирующая тенденция развития электроэнергетики в мире. Чистая энергия. Санкт-Петербург, 2011.
27. РОСНАНО. Российская возобновляемая энергетика: Национальный стартап-2013 // Второй международный форум по энергоэффективности и энергосбережению ENES 2013.
28. BP Statistical Review of World Energy 2019.
29. Каланов А.Б. Возобновляемая энергетика в России: стоять на месте или сделать первый шаг // Forbes. 2017. URL: https://www.forbes.ru/biznes/342905- vozobnovlyaemaya-energetika-v-rossii-stoyat-na-meste-ili-sdelat-pervyy-shag (дата обращения: 19.12.2019).
30. Игнатьева А., Бахтина О. РусГидро с японцами ввела в эксплуатацию уникальную ветряную электростанцию в арктическом пос // Neftegaz.RU. URL: https://neftegaz.ru/news/Alternative-energy/197230-rusgidro-s-yapontsami-vvela-vekspluatatsiyu-unika… (дата обращения: 28.12.2019).

Альтернативные источники энергии: какие виды как использовать: Статьи экономики ➕1, 03.08.2021

К альтернативным источникам энергии относят нетрадиционные источники энергии — солнечную, ветровую, геотермальную энергетику и так далее.

Возобновляемые источники энергии не загрязняют окружающую среду, помогают снизить уровень выбросов парниковых газов в атмосферу, уменьшить последствия изменения климата. Они практически неисчерпаемы, в то время как ископаемое топливо рано или поздно закончится.

К возобновляемым источникам не относится атомная энергетика и природный газ, поскольку запасы этих ресурсов ограничены.

Существуют различные виды энергии и способы ее добычи.

Исходя из нашей трактовки, можно выделить следующие виды альтернативных источников: солнечная энергия, ветроэнергетика, гидроэнергия, волновая энергетика, энергия приливов и отливов, гидротермальная энергия, энергия жидкостной диффузии, геотермальная энергия и биотопливо.

Способы добычи и использования энергии отличаются в зависимости от вида альтернативных источников. Объединяет их то, что на сегодняшний день все они используются гораздо реже, чем ископаемое топливо, но при этом обладают большим потенциалом для развития.

В настоящее время производство альтернативной энергии, несмотря на ее высокую экологичность и перспективность, ограничено. Развитие технологий на ее основе имеет ряд издержек, с которыми приходится считаться.

Когда вы устанавливаете солнечные панели на дом, вы генерируете свое собственное электричество, становитесь менее зависимыми от электрической сети и уменьшаете ежемесячный счет за электричество.

Недавние исследования показали, что стоимость недвижимости увеличивается после установки солнечных батарей. Сами солнечные панели при этом дешевеют.

Солнце светит повсюду на Земле, а это значит, что солнечная энергия является хорошим вариантом для каждой страны, хотя и существуют различия по регионам и в том, сколько они получают солнечного света. В России, например, самыми солнечными городами являются Улан-Удэ и Хабаровск.

Солнечные панели подходят не для всех типов крыш. Некоторые установленные в старых домах кровельные материалы, такие как шифер или кедровая черепица, могут не подойти для установки солнечных панелей.

Солнечная энергия не работает ночью. «Солнечные» домохозяйства полагаются на коммунальные сети для получения электроэнергии ночью и в других ситуациях, когда солнечный свет ограничен.

Первоначальная стоимость установки и использования солнечной энергии очень высока, потому что человек должен заплатить за всю систему — батареи, провода, солнечные панели и так далее.

Ветряки, вырабатывающие большое количество электроэнергии при помощи ветра, практически столь же эффективны, как и солнечные батареи. Ветроэнергетика особенно привлекательна для рынка жилой недвижимости.

С 1980 года цены на нее снизились более чем на 80%. Благодаря технологическому прогрессу и возросшему спросу цены, как ожидается, будут снижаться в обозримом будущем.

Ветер — не самый надежный источник энергии, при его низкой силе турбины обычно работают примерно на 30% мощности. В безветренную погоду вы можете оказаться без электричества.

Энергия ветра может быть использована только в местах, где высокая скорость ветра. Поскольку сильные ветра в основном дуют в отдаленных незаселенных районах, необходимо строить линии электропередачи, чтобы обеспечить электроэнергией жилые дома в городе. А это требует дополнительных инвестиций.

Большинство гидроэлектростанций — хранилища большого количества воды в резервуарах — почти всегда имеют запас, из которого можно извлекать энергию. В этом смысле гидроэлектростанции являются более надежным и стабильным источником энергии, чем ветровая и солнечная энергия.

Накопительные гидроэлектростанции способны генерировать электроэнергию по требованию, что позволяет гидроэлектростанциям заменить такие традиционные диспетчерские генераторы, как угольные и газовые установки.

Накопительные гидроэнергетические установки прерывают естественное течение речной системы. Это приводит к нарушению путей миграции животных и к проблемам с качеством воды.

Гидроэлектростанции представляют собой крупные инфраструктурные проекты, включающие строительство плотины, водохранилища и энергогенерирующих турбин, что требует значительных денежных вложений.

Энергия волн предсказуема, и вы можете определить количество энергии, которое может быть произведено.

Волны имеют более высокую энергетическую мощность, чем, например, ветер, и это делает волновую энергетику более эффективной.

После установки соответствующих электростанций они имеют минимальные эксплуатационные расходы, что делает инвестиции в них более привлекательными.

Хотя это чистая энергия, ее использование создает опасность для морской флоры и фауны, меняет морское дно и среду обитания некоторых его жителей.

Волновая энергия приносит пользу только электростанциям, построенным в городах рядом с океаном.

Возникновение приливов очень предсказуемо, что облегчает строительство системы приливных электростанций с правильными размерами для эффективного производства электроэнергии.

Срок службы приливных электростанций составляет 75-100 лет. Они очень эффективны даже спустя много лет использования.

Приливные заграждения приводят к изменению уровня океана в прибрежных водах. Приливная установка также влияет на соленость воды в приливных бассейнах.

Приливные электростанции могут быть построены только на участках, отвечающих определенным критериям.

Хотя приливы и отливы предсказуемы, электростанции могут производить энергию только в течение 10 часов в сутки.

Строительство станций для выработки гидротермальной энергии требует малых затрат. Эксплуатационные расходы также относительно низкие.

Температура воды выше температуры нагретого воздуха, что делает гидротермальную энергию более эффективной.

Солнце нагревает только верхние слои морей и океанов, поэтому возможных мест для построения станций не так много.

Технологии для выработки гидротермальной энергетики развиты слабо.

Осмотическая электростанция — новый перспективный метод выработки электроэнергии — устанавливается в устье реки и позволяет извлекать энергию из энтропии жидкостей.

Технологии добычи электроэнергии с помощью жидкостной диффузии развиты крайне слабо. В мире построена только одна осмотическая электростанция в Норвегии.

Геотермальная энергия известна тем, что оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду.

Технологии, связанные с производством геотермальной энергии, являются одними из самых инновационных.

Использование геотермальной энергии предполагает высокие первоначальные затраты. Для дома среднего размера установка геотермальных тепловых насосов стоит от $10 тыс. до $20 тыс.

В некоторых ситуациях геотермальные энергетические объекты расположены далеко от населенных пунктов, что требует обширной сети распределительных систем.

Одним из главных преимуществ биотоплива является его относительно низкая стоимость.

Исходные материалы для биотоплива не ограничены. В отличие от ископаемого топлива, ресурсы для биотоплива можно возобновлять.

Биотопливо производит гораздо меньше энергии, чем, например, ископаемое топливо.

Биотопливо нельзя назвать экологически чистым, поскольку оно производит выбросы CO₂.

Возобновляемые источники энергии помогают бороться с климатическими изменениями, которые становятся более разрушительными. Ветер, солнце, вода и другие источники энергии в будущем станут хорошей заменой ископаемому топливу. Чем раньше это случится, тем лучше для нас и нашей планеты.

Растущий сектор создает рабочие места уже сегодня, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Эти факторы способствовали росту популярности возобновляемых источников энергии в последние годы. Преимущества каждого вида альтернативного источника энергии определенно перевешивают минусы.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.

Александр Гаджиев

Константин Чернов

Альтернативные источники энергии: что надо знать

«Зеленую» энергию выбирают страны, города, компании и граждане. Рассказываем, как возобновляемые источники переходят из категории альтернативных в основные, как они развиваются в России и мире и какое будущее их ждет

Что такое альтернативные источники энергии

Возобновляемую энергию получают из устойчивых источников, таких как гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и энергия приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Только за 2019 год по всему миру установлено объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) общей мощностью 200 ГВт.

Доля источников энергии в мировом потреблении

(Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 32)

Виды альтернативных источников энергии

1.

Солнечная энергия

Солнце — главный источник энергии на Земле, ведь около 173 ПВт (или 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и производства горячей воды, а также для кондиционирования воздуха.

Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их стоит устанавливать под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей.

2. Энергия ветра

Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.

Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики. По последним данным IRENA, за последние два десятилетия мировые мощности по производству энергии ветра на суше и на море выросли почти в 75 раз — с 7,5 ГВт в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.

3. Энергия воды

Еще в древнем Египте и Римской империи энергия воды использовалась для привода рабочих машин, в том числе мельниц. В средние века водяные мельницы применялись в Европе на лесопильных и целлюлозно-бумажных предприятиях. С конца XIX века энергию воды активно используют для получения электроэнергии.

4. Геотермальная энергия

Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои Земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.

5. Биоэнергетика

Биоэнергетика универсальна. Тепло, электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы. При этом в качестве возобновляемого сырья используются отходы растительного и животного происхождения.

6. Энергия приливов и отливов

Приливы и волны — еще один способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Таким образом для получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. Исследования в этой области еще ведутся, но специалисты уже подсчитали — только побережье Европы может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВт·ч, что составляет половину энергопотребления Германии.

Как разные страны мира выполняют планы по энергопереходу

Страны по всему миру поставили себе амбициозные задачи по переходу на возобновляемую энергию. Цели стали частью и Парижского соглашения — к 2030 году решения с нулевым выбросом углерода могут быть конкурентоспособными в секторах, на которые приходится более 70% глобальных выбросов. Сделать это планируется за счет энергетического перехода — процесса замены угольной экономики возобновляемой энергетикой. В 2020 году, несмотря на пандемию и экономическую рецессию, многие города, страны и компании продолжали объявлять или осуществлять планы по декарбонизации.

Ожидается, что в 2021 году Индия внесет самый большой вклад в развитие возобновляемой энергетики. Здесь планируют запустить ряд ветряных и солнечных проектов.

В Евросоюзе также прогнозируется скачок в приросте мощностей в 2021 году. Здесь даже в условиях пандемии не забывают о Green Deal — крупнейшей в истории ЕС коррекции экономического курса. Цель проекта — сформировать в ЕС углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Для этого планируется сократить на 40% объем выбросов парниковых газов от уровня 1990 года и увеличить долю энергии из возобновляемых источников до 32% в общей структуре энергопотребления. Как посчитала Еврокомиссия, достичь этих задач можно будет с помощью ежегодных инвестиций в размере €260 млрд. Доля ВИЭ в энергосистеме ЕС также постоянно растет. Так, около 40% электроэнергии в первом полугодии 2020 года в ЕС было произведено из возобновляемых источников.

Пока же в лидерах инвестиций в развитие возобновляемой энергетики — Китай, США, Япония и Великобритания. С тех пор, как BloombergNEF начал отслеживать эти данные, глобальные инвестиции в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо, биомассу и отходы, малую гидроэлектроэнергетику увеличились почти на порядок. В годовом выражении вложения в чистую энергию выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд за 20 лет.

Китай за десять лет стал главным производителем оборудования для возобновляемой энергетики. В первую очередь, речь идет о солнечных панелях. Семь из десяти крупнейших мировых производителей солнечных батарей — это китайские компании. В целом развитие технологий удешевило стоимость строительства новых объектов ВИЭ. Это приближает планы Китая стать углеродно нейтральным к 2060 году.

Зеленая экономика

Ставка на солнце и уголь: два лица энергетики Китая

Серьезных шагов в сторону энергоперехода ожидают и от президента США Джо Байдена. Он не только вернул страну в Парижское соглашение, но и заявил о том, что намерен добиться чистых выбросов парниковых газов и перехода на 100% экологичной энергии к 2050 году.

Также к 2050 году планируют использовать только ВИЭ Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и Великобритания. Прошедший 2020 год уже стал самым экологичным для энергосистемы Великобритании со времен промышленной революции. Страна целых 67 дней смогла обходиться без угля. От традиционных источников энергии Британия планирует отказаться уже к 2025 году.

Активно развиваются ВИЭ в Испании — по прогнозам, сектор только солнечной энергетики в стране будет расти примерно вдвое быстрее, чем в Германии.

В 2020 году Шотландия получила 97% электроэнергии из возобновляемых источников. С помощью произведенной «зеленой» энергии получилось обеспечить электронужды более чем 7 млн домохозяйств. Шотландия планирует стать углеродной нейтральной уже к 2030 году.

Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.

Национальные цели по доле ВИЭ среди источников энергии

(Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 57)

Геотермальная энергия в Рейкьявике и солнечные батареи для Берлина

Отдельные города по всему миру также стремятся стать климатически нейтральными. По данным CDP, из более чем 570 городов мира, по которым ведется статистика, более 100 получают по крайней мере 70% электроэнергии из возобновляемых источников — энергии воды, геотермальной, солнечной и ветровой энергии.

В списке присутствуют такие города, как Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота и другие.

Например, Берлингтон (штат Вермонт, США) уже получает 100% электроэнергии от ветра, солнца, воды и биомассы. Вся электроэнергия Рейкьявика производится за счет гидроэлектростанций и геотермальных источников. К 2040 году весь общественный и личный транспорт столицы должен стать свободным от ископаемого топлива.

100% энергии из возобновляемых источников для швейцарского Базеля обеспечивает собственная энергоснабжающая компания. Большая часть электроэнергии поступает от гидроэнергетики и 10% — от ветра. В мае 2017 года Швейцария проголосовала за постепенный отказ от атомной энергетики в пользу ВИЭ.

Мировые столицы также не остаются в стороне. Например, Сенат Берлина утвердил план мероприятий по развитию солнечной энергетики в столице Германии «Masterplan Solarcity». В соответствии с общей стратегией развития города Берлин должен стать климатически нейтральным к 2050 году. В конце 2018 года в Берлине работали солнечных электростанций, которые покрывали 0,7% потребления электроэнергии, к 2050 году 25% энергопотребления города будут обеспечиваться за счет солнечной энергетики.

«Мы продвигаем расширение возобновляемых источников энергии в Берлине. Сейчас на рассмотрении Сената столицы находятся два законопроекта. Закон о солнечной энергии обязывает владельцев частных домов устанавливать солнечные системы на крышах. Законопроект Администрации по окружающей среде и климату сделает использование солнечной энергии в общественных зданиях обязательным уже в 2023 году. Это радикально сократит выбросы CO₂ в Берлине», — рассказала руководитель фракции «Зеленые» в берлинском Сенате Зильке Гебель.

Как бизнес формирует положительный имидж, инвестируя в ВИЭ

Компании по всему миру также создают стратегии и определяют «зеленые» цели, которых они хотят достичь в течение определенного периода времени. Появилось осознание: нужно действовать ответственно и подавать экологичный пример потребителям. Конечно, использование ВИЭ может не только помочь в формировании положительного имиджа для компаний, но и снизить затраты на электроэнергию.

Полная версия отчета Renewables 2019 в формате PDF (см. стр. 47)

Так, новые серверы Facebook, а также компания General Motors будут получать энергию от солнечной электростанции. Ее строят в штате Кентукки в рамках масштабной программы Green Invest.

IKEA запланировала производить больше электроэнергии на основе возобновляемых источников, чем она потребляет, к 2030 году. В 14 странах на магазинах размещены 920 тыс. солнечных панелей, а также более 530 ветряных турбин. Ingka, материнская компания IKEA, инвестировала около $2,8 млрд в различные проекты ВИЭ и стала владельцем 1,7 ГВт мощностей. Она также продолжит вкладывать средства в строительство ветропарков и солнечных электростанций.

Химический концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии, а также планирует инвестировать в ветропарки.

Компания Intel получает энергию от ветра, солнца, воды и биомассы. С 2012 года Intel инвестировал $185 млн в 2 000 проектов по энергосбережению, а 100% электроэнергии, потребляемой корпорацией в США и ЕС, поступает из ВИЭ.

Apple также ставит перед собой цель стать углеродно нейтральной. Она приобрела несколько солнечных ферм, обеспечивая устойчивую энергию для своих центров обработки данных. С 2018 года все розничные магазины, офисы и центры обработки данных Apple работают на 100% возобновляемой энергии.

Microsoft ежегодно использует более 1,3 млрд. кВт·ч «зеленой» энергии при разработке ПО, работы центров обработки данных и производства. Компания обязалась сократить выбросы углекислого газа на 75% к 2030 году.

В России неожиданно сильно выросла доля солнечной генерации на новых электростанциях

https://www.znak.com/2020-08-12/v_rossii_neozhidanno_silno_vyrosla_dolya_solnechnoy_generacii_sredi_novyh_elektrostanciy

2020.08.12

Почти треть новых энергетических объектов, введенных в эксплуатацию в 2019 году в России, основана на использовании возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Об этом говорится в исследовании, подготовленном аналитиками Neosun Energy — российского производителя оборудования для выработки и хранения солнечной энергии. Эксперты компании отследили ввод нового генерирующего оборудования на электростанциях Единой энергосистемы России за последние пять лет.

Иван Маслов / Znak.com

«По сравнению с 2015 годом, объекты, функционирующие на основе использования ВИЭ, в 2019 году стали строить в 9 раз чаще. На их долю впервые пришлась почти треть новых запущенных в эксплуатацию проектов в России», — сказано в материалах исследования. Отмечается, что в 2018 году на возобновляемые источники энергии приходилось только 7,6% всего введенного в России нового генерирующего оборудования. Однако уже по итогам 2019-го доля выросла до 29,1% (почти в 4 раза). «Даже два года назад прогнозировать такое было сложно», — подчеркивается в материалах.

Основная часть (57%) построенных в прошлом году объектов ВИЭ пришлась на солнечные электростанции. Это также произошло впервые, учитывая, что в 2017 году доля сегмента составляла только 29%, тогда как 64% занимали новые объекты гидроэнергетики. В 2019 года доля новых ГЭС сократилась до 38%. Сегмент ветрогенерации в общем объеме новых объектов ВИЭ за два года сократился с 7 до 5%. 

Возобновляемые источники энергии уже не альтернативные, фактически они все больше заменяют собой устаревшие и дорогие угольные и атомные электростанции в мире, и этот глобальный тренд теперь набирает обороты и в России, считает генеральный директор Neosun Energy Илья Лихов.  Он отметил, что в 2019 году на проекты ВИЭ в мире пришлось почти 75% всех новых запущенных в эксплуатацию объектов генерации. При этом 90% из них — это солнечные и ветровые электростанции.

Как Россия может стать «зеленой» энергетической сверхдержавой. К 15-летию Киотского протокола

Росту доли таких проектов на рынке энергетики будут способствовать дальнейшее снижение капитальных затрат при строительстве объектов ВИЭ, скорость их ввода в эксплуатацию и сокращение сроков окупаемости, добавил эксперт.

Ранее сообщалось, что в России приняты поправки к федеральному закону об электроэнергетике, которые вводят понятие микрогенерации. Ее объектами признаются частные электростанции мощностью до 15 кВт, которые генерируют энергию для нужд частных лиц или организаций. Закон разрешает продавать излишки энергии в общую сеть, причем, если этим будет заниматься физлицо, это не будет считаться предпринимательской деятельностью. Ранее правительство также инициировало поправки в Налоговый кодекс, согласно которым доходы от таких сделок освобождаются от уплаты НДФЛ до 1 января 2029 года.  

Предполагается, что закон, который позволит, в том числе частным домовладельцам, продавать излишки энергии, выработанной их энергетическими установками, должен стать стимулом для развития микрогенерации и дальнейшего внедрения ВИЭ в России. Однако пока Минэнерго не утвердило подзаконные акты, которые позволили бы запустить заявленный механизм. Отраслевые эксперты со ссылкой на представителей ведомства сообщают, что необходимая нормативная база может быть сформирована до конца 2020 года.

Хочешь, чтобы в стране были независимые СМИ? Поддержи Znak.com

Альтернативные источники энергии: альтернативы нет — Энергетика и промышленность России — № 7 (11) июль 2001 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 7 (11) июль 2001 года

Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

* Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI века.

* Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;

* Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную — постоянно растут;

* Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, — всё это увеличивает социальную напряженность.

* Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Источники энергии

Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет >200 млрд. кВт/ч в год, (эквивалентно 36 млрд. т усл. топлива). В России сегодня общее потребление топлива составляет около 5 % мирового энергобаланса.

Геологические запасы органического топлива в мире более 80 % приходится на долю угля, который становится все менее популярным. А известные запасы топливных ресурсов к 2100 г. будут исчерпаны. По данным экспертов, в начале XXI в. добыча нефти и природного газа начнет сокращаться: их доля в топливно-энергетическом балансе снизится к 2020 г. с 66,6 % до 20 %. На долю гидроэнергетики приходится всего 1,5 % общего производства энергии в мире, и она может играть только вспомогательную роль. Таким образом, ни органическое топливо, ни гидроэнергия не могут решить проблемы энергетики в перспективе.

Что касается ядерной энергии, все известные запасы урана, пригодного для реакторов, действующих на тепловых нейтронах, будут исчерпаны в первом десятилетии XXI в. Создание и эксплуатация АЭС на реакторах-размножителях значительно дороже и не менее безопасны, чем на тепловых нейтронах. От населения до сих пор скрывают не только реальную опасность атомной энергетики, но и ее реальную стоимость. Учитывая все затраты на добычу топлива, нейтрализацию, утилизацию и захоронение отходов, консервацию отработавших реакторов (а их ресурс не более 30 лет), расходы на социальные, природоохранные нужды, то стоимость энергии АЭС многократно превысит любой экономически допустимый уровень. По оценкам специалистов, только затраты на вывоз, захоронение и нейтрализацию накопившихся на российских предприятиях отходов ядерной энергетики составят около 400 млрд. долл. Затраты на обеспечение необходимого уровня технологической безопасности составят 25 млрд. долл. С увеличением числа реакторов повышается вероятность аварий: по прогнозам МАГАТЭ, из-за увеличения количества реакторов в 2000 г. вероятность крупной аварии повысится до одной в 10 лет. В районах расположения АЭС, уранодобывающих и производящих предприятий постоянно растет уровень заболеваемости, особенно детской. АЭС служит одним из основных «нагревателей» атмосферы: в процессе деления 1 кг урана выделяется 18,8 млрд. ккал. Таким образом, тезис о безопасности и дешевизне атомной энергии — пустой и опасный миф, а атомная энергетика по причине огромной потенциальной опасности и низкой рентабельности не имеет долгосрочной перспективы.

Что касается электростанций на основе термоядерного синтеза, то, по оценкам специалистов, в ближайшие 50 лет они вряд ли будут технологически освоены, а пагубное тепловое влияние на климат планеты будет не меньшим, чем от ТЭС и АЭС.

К так называемым нетрадиционным источникам энергии относятся: тепло Земли (геотермальная энергия), Солнца (в том числе энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов), а также «малая» гидроэнергетика: морские приливы и отливы, биогазовые, теплонасосные установки и другие преобразователи энергии.

Но только возобновляемые источники энергии, могут представлять реальную альтернативу традиционным технологиям сегодня и в перспективе.

Солнечная энергия

Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в, 6,7 раза больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. На Севере технический потенциал солнечной энергии в России (2,3 млрд. т усл. топлива в год) приблизительно в 2 раза выше сегодняшнего потребления топлива.

Ветровая энергия

В России валовой потенциал ветровой энергии — 80 трлн. кВт/ч в год, а на Северном Кавказе — 200 млрд. кВт/ч (62 млн. т усл. топлива). Эти величины существенно больше соответствующих величин технического потенциала органического топлива.

Таким образом, потенциала солнечной радиации и ветровой энергии в принципе достаточно для нужд энергопотребления как страны, так и регионов. К недостаткам этих видов энергии можно отнести нестабильность, цикличность и неравномерность распределения по территории; поэтому использование солнечной и ветровой энергии требует, как правило, аккумулирования тепловой, электрической или химической. Однако возможно создание комплекса электростанций, которые отдавали бы энергию непосредственно в единую энергетическую систему, что дало бы огромные резервы для непрерывного энергопотребления.

Наиболее стабильным источником может служить геотермальная энергия. Валовой мировой потенциал геотермальной энергии в земной коре на глубине до 10 км оценивается в 18 000 трлн. т усл. топлива, что в 1700 раз больше мировых геологических запасов органического топлива. В России ресурсы геотермальной энергии только в верхнем слое коры глубиной 3 км составляют 180 трлн. т усл. топлива. Использование только около 0,2 % этого потенциала могло бы покрыть потребности страны в энергии. Вопрос только в рациональном, рентабельном и экологически безопасном использовании этих ресурсов. Именно из-за того, что эти условия до сих пор не соблюдались при попытках создания в стране опытных установок по использованию геотермальной энергии, мы сегодня не можем индустриально освоить такие несметные запасы энергии.

Таким образом, альтернативные возобновляемые источники энергии позволяют долгосрочно обеспечить всю страну.

Состояние АПЭ в мире

По прогнозу Мирового энергетического конгресса. в 2020 году на долю альтернативных преобразователей энергии (АПЭ) придется 5,8 % общего энергопотребления. При этом в развитых странах (США, Великобритании и др.) планируется довести долю АПЭ до 20 % (20 % энергобаланса США — это примерно все сегодняшнее энергопотребление в России). В странах Европы планируется к 2020 г. обеспечить экологически чистое теплоснабжение 70 % жилищного фонда. Сегодня в мире действует 233 геотермальные электростанции (ГеоТЭС) суммарной мощностью 5136 мВт, строятся 117 ГеоТЭС мощностью 2017 мВт. Ведущее место в мире по ГеоТЭС занимают США (более 40 % действующих мощностей в мире). Там работает 8 крупных солнечных ЭС модульного типа общей мощностью около 450 мВт, энергия поступает в общую энергосистему страны. Выпуск солнечных фотоэлектрических преобразователей (СФАП) достиг в мире 300 мВт в год, из них 40 % приходится на долю США. В настоящее время в мире работает более 2 млн. гелиоустановок горячего водоснабжения. Площадь солнечных (тепловых) коллекторов в США составляет 10, а в Японии — 8 млн. м2. В США и в Японии работает более 5 млн. тепловых насосов. За последние 15 лет в мире построено свыше 100 тыс. 2, 3000 тепловых насосов (от 10 кВт до 8 мВт).

Итак, по всем видам АПЭ Россия находится на одном из последних мест в мире. В нашей стране отсутствует правовая база для внедрения АПЭ, нет никаких стимулов для развития этого направления. В стране отсутствует отрасль, объединяющая все разрозненные разработки в единый стратегический замысел. В концепции Минтопэнерго АПЭ отводится третьестепенная, вспомогательная роль. В концепциях РАН РФ, ведущих институтов, отраженных в программе «Экологически чистая энергетика» (1993 г.), практически отсутствует стратегия полномасштабного перехода к альтернативной энергетике и по-прежнему делается ставка на малую, автономную энергетику, причем в весьма отдаленном будущем. Что, конечно, скажется на экономическом отставании страны, а также на экологической обстановке как в стране, так и в мире в целом.

Гидроэнергетика и ветер могут заменить нефть и газ в России

Newswise — Россия имеет большой потенциал для использования возобновляемых ресурсов, поскольку они почти равномерно распределены по территории страны, считают ученые. Размер территории в сочетании с разными климатическими условиями и рельефом дает России возможность развивать множество возобновляемых источников энергии (ВИЭ), но их внедрение не ускоряется. Эти и другие выводы исследователи опубликовали в Energy Reports.

«Сокращение выбросов парниковых газов и развитие возобновляемой энергетики является одним из приоритетов современных стран. Моими соавторами были представители разных стран и сфер деятельности, чтобы статья была максимально объективной и полной. Понадобилось нам около года на изучение имеющихся теоретических материалов и проведение интервью со специалистами в области ВИЭ. Это позволило составить наиболее полную картину состояния возобновляемой энергетики в России и дать некоторые рекомендации по развитию этой отрасли», — говорит Эфраим Бонах Агьекум, инженер-исследователь кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии Уральского федерального университета, соавтор статьи.

Наиболее перспективными ВИЭ в России являются ветровая и гидроэнергетика, считают ученые. Объема электроэнергии, произведенной из этих источников, хватит не только на покрытие местных нужд, но и на экспорт в страны Европы. Подходящими территориями для установки ветропарков являются территории Северо-Западного, Южного, Сибирского, Уральского и Дальневосточного федеральных округов. Положительным фактором для установки новых электростанций является большое количество незанятой земли.

Несмотря на высокий потенциал и растущий интерес к сектору возобновляемой энергетики, их внедрение в России идет медленно.Основной причиной, по мнению исследователей, является достаточность ископаемого топлива и ядерной энергии. Россия не форсирует переход на ВИЭ, поэтому нормативно-правовая база реализации программ внедрения отстает.

«Отрасль возобновляемой энергетики очень капиталоемка и во многом зависит от законодательства. Существующих документов в области возобновляемой энергетики в России недостаточно для ее поступательного развития, — подчеркивает исследователь.- Объективно необходимо пересмотреть механизм развития ВИЭ на внутреннем и мировом рынках, сделать его более привлекательным для инвесторов и стран-экспортеров зеленой энергии.

Изменения в законодательстве – лишь один из факторов развития альтернативной энергетики. Исследования и разработки российских университетов могут сыграть важную роль в развитии. Эксперты считают, что использование зарубежных разработок для выработки электроэнергии в суровых климатических условиях России может оказаться неэффективным.Разработка более эффективных технологий требует от ученых не только знаний, но и учета местных погодных условий.

«Существующие в стране проекты по сокращению выбросов парниковых газов в настоящее время очень актуальны. Несмотря на комплексный характер исследования, необходимы дальнейшие исследования сектора, возможностей и проблем его развития. В статье представлены ценные идеи, которые могут повлиять на направление политики в России, но мы планируем работать над этой темой дальше», — говорит Эфраим Бонах Агьекум.

Примечание

Над исследованием работали представители университетов России, Китая, Индии, Пакистана, Ирландии, Кипра и Омана. На основе обзора существующей литературы и 30 интервью с экспертами из научных кругов и промышленности исследователи составили всесторонний анализ сектора возобновляемых источников энергии. Они описали политические, правовые, экономические, социальные и технологические аспекты, определили ключевые направления развития, основные проблемы и дали ряд рекомендаций по развитию альтернативных источников энергии в России.

Возобновляемые источники энергии – потоки энергии, постоянно существующие или периодически возникающие в окружающей среде. К основным видам возобновляемой энергии относятся солнечная радиация, гидроэнергетика, ветер, биомасса, морские и океанские течения, энергия приливов и отливов, тепловая энергия недр Земли (геотермальная энергия). Потенциальные запасы альтернативных источников намного превышают потенциал невозобновляемых источников (нефть, газ, уголь и др.) и могут покрыть все будущие потребности человечества в электроэнергии.

Россия исключает сокращение добычи ископаемого топлива в ближайшие несколько десятилетий | Россия

Россия не планирует сокращать производство ископаемого топлива в ближайшие десятилетия, несмотря на глобальные усилия по переходу на низкоуглеродную энергетику, по словам министра энергетики.

Александр Новак сказал The Guardian, что Россия «не видит, что мы достигнем пика добычи [газа] в ближайшее время», потому что спрос на газ в мире будет продолжать расти в ближайшие десятилетия, несмотря на растущее число климатических целей.

Вместо этого в решающее десятилетие в борьбе за сдерживание глобального повышения температуры Россия будет сочетать 50-процентный рост добычи газа с планами стать мировым лидером в производстве экологически чистого водорода и разработке технологий улавливания углерода.

Россия намерена увеличить добычу газа из своих обширных и недорогих запасов до 1 трлн кубометров в год к 2035 году с чуть менее 680 млрд кубометров в прошлом году.

Компания также планирует увеличить объем экспорта газа на гигантских сверхохлажденных танкерах более чем в четыре раза, с 29 млн тонн в год до 120-140 млн тонн, продолжая при этом отправлять около 200 млрд кубометров газа в Европу по трубопроводам. включая политически спорный проект Nord Stream.

«Я считаю, что природный газ является экологически чистым источником энергии, — сказал Новак.«Мы считаем, что доля природного газа в мировом энергетическом балансе будет только увеличиваться. Мы считаем, что это относится не только к Европе, но и во всем мире».

Экономисты-энергетики прогнозируют, что спрос на газ будет продолжать расти, особенно в Азии, поскольку все больше стран подводят черту под сжиганием угля, который выделяет почти вдвое больше углекислого газа, чем газ. Но спрос ЕС на газ, 30% которого удовлетворяет российская государственная газовая монополия «Газпром», к концу десятилетия может упасть на 8% ниже уровня 2019 года, согласно последнему отчету Международного энергетического агентства.

Новак сказал, что Россия также планирует стать глобальным игроком в водородной экономике, производя и транспортируя экологически чистую альтернативу традиционному ископаемому топливу.

Водород может быть получен либо путем использования возобновляемой энергии для расщепления молекул воды в процессе, известном как электролиз, либо путем отделения двуокиси углерода от газа посредством пиролиза. Новак сказал, что Россия может сделать и то, и другое, а также разрабатывает технологию улавливания выбросов углерода, образующихся при производстве водорода, чтобы предлагать своим клиентам действительно «зеленый» газ, используя существующие в России газотранспортные каналы.

«До сих пор все это было довольно дорого, но мы считаем, что, как и в случае с возобновляемыми источниками энергии, со временем цены будут снижаться, что определит темпы внедрения водорода. Короче говоря, мы можем производить водород и использовать его, а также доставлять его потребителям. Мы также можем экспортировать технологии производства водорода», — сказал Новак.

Подпишитесь на ежедневную рассылку Business Today по электронной почте или подпишитесь на Guardian Business в Твиттере по адресу @BusinessDesk

Производство водорода защитит российскую экономику, работающую на ископаемом топливе, и поможет сократить выбросы во всем мире.Но экологические группы, в том числе Carbon Action Tracker, тем не менее назвали российские климатические планы «крайне недостаточными».

Целевые показатели выбросов, установленные Парижским соглашением, установлены на уровне 1990 года, когда для России были зафиксированы самые высокие выбросы за всю историю наблюдений. Крах промышленности советской эпохи в начале 1990-х годов вдвое сократил выбросы в стране за несколько лет, а это означает, что Кремлю потребуется совсем немного усилий, чтобы к 2030 году зафиксировать выбросы, которые на 25-30% ниже уровня 1990 года.

Новак сказал: «Мы очень активно работаем в России, занимаемся климатической повесткой, работаем над снижением выбросов парниковых газов и CO2, и мы работаем над этими вопросами на системной основе».

Россия меняет свое отношение к изменению климата. Что стоит за сдвигом?

Россия — это страна, где промышленная энергия ископаемого топлива традиционно настолько богата, что горожане в квартирах с центральным отоплением до сих пор иногда открывают окна посреди зимы, чтобы охладиться.

Таким образом, обещания Кремля на климатическом саммите COP26 в Глазго, Шотландия, в том числе стратегия сделать Россию углеродно-нейтральной к 2060 году, беспрецедентны. Даже некоторые из самых жестких критиков Кремля теперь согласны с тем, что российские власти наконец признали необходимость серьезных действий для решения климатической проблемы.

Почему мы это написали

На COP26 Россия продемонстрировала признаки того, что наконец-то серьезно относится к угрозе изменения климата. Но Кремлевский сдвиг в мышлении, возможно, должен пойти дальше, чтобы подготовить страну к будущему.

Но критики отмечают, что, хотя прогресс реален, новых обязательств России гораздо меньше, чем кажется на первый взгляд. Даже если все текущие цели будут достигнуты, к 2035 году возобновляемая энергия будет составлять всего около 6% от общего объема России, в то время как европейские цели предусматривают, что к этому времени она составит не менее 20%. И обещание России достичь углеродной нейтральности к 2060 году зависит от способности российских лесов поглощать углерод, а не от реформирования энергосистемы страны.

«Российское правительство искренне, но оно по-прежнему не планирует достичь цели климатической нейтральности за счет изменения энергетического баланса», — говорит исследователь Татьяна Ланьшина. «Многое должно измениться, потому что мир меняется, нравится нам это или нет».

Москва

Солнечные панели начали появляться на многочисленных дачах в России, часто в отдаленных и скромных коттеджах, где миллионы людей проводят лето. Благодаря новым законам, значительной государственной поддержке возобновляемых источников энергии и более высокому уровню общественной осведомленности о климате индустрия альтернативной энергетики наконец-то готова взлететь среди россиян, печально известных своей зависимостью от углеводородов.

Это может не показаться примечательным для тех, кто живет на Западе, где маломасштабная возобновляемая энергетика существует уже несколько десятилетий.

Но Россия — это место, где энергия ископаемого топлива в промышленных масштабах традиционно настолько обильна и дешева, что горожане в квартирах с центральным отоплением до сих пор иногда открывают окна посреди зимы, чтобы охладиться. Страна только два года назад ратифицировала Парижские соглашения по климату, и президент Владимир Путин однажды заметил, что небольшое потепление пойдет на пользу урожаю пшеницы.

Почему мы это написали

На COP26 Россия продемонстрировала признаки того, что наконец-то серьезно относится к угрозе изменения климата. Но Кремлевский сдвиг в мышлении, возможно, должен пойти дальше, чтобы подготовить страну к будущему.

Использование солнечной энергии среди дачников — лишь часть более широкого изменения взглядов на изменение климата и альтернативную энергетику в российском обществе. Даже некоторые из самых жестких критиков Кремля теперь согласны с тем, что российские власти наконец признали необходимость серьезных действий для решения климатической проблемы.Хотя г-на Путина критиковали за то, что он лично не присутствовал на климатическом саммите COP26 в Глазго, российская делегация все же взяла на себя некоторые твердые, беспрецедентные обещания, в том числе юридически принятую стратегию сделать Россию углеродно-нейтральной к 2060 году и присоединиться к международному соглашению о прекращении вырубки лесов путем 2030.

Но в то время как Кремль проявляет активность в отношении изменения климата, экологи говорят, что власти делают недостаточно, чтобы подготовить Россию к грядущему миру. Хотя правительство предпринимает позитивные шаги, по их словам, оно не занимается изменениями, которые потребуются российской энергосистеме и углеродозависимой экономике, чтобы не отставать от более активно «зеленых» частей мира, таких как Европа.

Зеленая Россия?

После десятилетий проволочек российские правительства на всех уровнях заметно начали поддерживать экологические усилия и предоставлять ресурсы, особенно для проектов по возобновляемым источникам энергии.

Федеральная программа в размере 1 триллиона рублей (около 15 миллиардов долларов) уже предоставляет финансирование и другую поддержку стартапам в области возобновляемых источников энергии. В рамках восьмилетнего пилотного проекта, продленного в этом году до 2035 года, было построено 63 солнечных электростанции, 15 ветряных электростанций и 3 малых гидроэлектростанции, говорит Алексей Жихарев, директор Российской ассоциации развития возобновляемой энергетики (РАВИЭ).Он говорит, что сейчас темпы ускорятся. «Электроэнергия от возобновляемых источников энергии уже дешевле, чем от традиционных генерирующих мощностей, и затраты быстро падают», — говорит он.

В Москве теперь самый большой парк электробусов в Европе, их почти 1000, что, по словам вице-мэра города Максима Ликсутова, сократит выбросы углекислого газа в городе на 86 тысяч тонн в следующем году. «Мы ожидаем, что к 2030 году все маршруты будут обслуживать экологичные автобусы», — говорит он. второй в России город Санкт-Петербург.В Санкт-Петербурге строят электрические речные суда, которые заменят дизельный флот.

Один из новых московских электробусов, крупнейший в Европе, едет по дороге в Москве, 19 февраля 2021 г. Надпись на автобусе гласит: «Это электробус».

Тихоокеанский остров Сахалин, недалеко от Японии, стал главной лабораторией вновь обретенного энтузиазма Кремля. По словам его губернатора Валерия Лимаренко, этот густо засаженный деревьями регион стремится к 2025 году стать углеродно-нейтральным в рамках пробного проекта, который будет включать «программы газификации, альтернативной энергетики, экологически чистого транспорта, энергоэффективности и устойчивого управления лесами». Он сказал, что основная отрасль региона, нефте- и газодобыча, готова внести все необходимые изменения для достижения этой цели.

Подтягиваются и дачники. Сергей Зигунов, заместитель директора EcoNRJ, компании, которая продает и устанавливает солнечные батареи китайского производства, говорит, что энергетическая независимость является для них основным призывом. Кроме того, благодаря новому закону люди теперь могут подключить свою домашнюю систему к электросети и продавать излишки обратно компании. По его словам, даже в изголодавшейся по солнцу России солнечные панели, установка которых стоит более 1000 долларов, могут окупиться за пять лет.

«Мы небольшая компания, но сегодня мы устанавливаем около 400 систем в год, — говорит он. «Это немного, но интерес быстро растет, и люди проникаются идеей альтернативных источников энергии».

В целом, после многих лет напряженности, защитники окружающей среды и правительство, кажется, теперь двигаются в одном направлении.

«Мы активно сотрудничаем с местными властями, которые теперь, кажется, готовы предоставить поддержку и финансирование для мероприятий по очистке окружающей среды, переработке и почти всему, что кажется зеленым», — говорит Александра Усачева, руководитель «Чистого Севера», волонтерская группа, продвигающая экологические цели в Европейско-Арктическом регионе Архангельска. «Больше всего нас приглашают в школы, чтобы обучать молодых людей экологическим ценностям. Нынешнее общественное мнение может быть медленным, но следующее поколение будет потрясающим в вопросах окружающей среды».

Не все в научном истеблишменте России согласны с новой строкой. Александр Кирилов из Архангельска, директор крупнейшего в России арктического национального парка, говорит, что ледяные щиты могут отступать, а климат теплеть, но беспокоиться не о чем.

«На мой взгляд, никакой катастрофы не происходит, — говорит он. — Даже если происходит глобальное потепление, оно не так ужасно для людей и дикой природы, как некоторые говорят.Мы следим за дикой природой [Арктики] и пришли к выводу, что количество животных растет, а уровень их стресса не увеличивается. … Изменение климата происходит уже несколько десятилетий, но оно вызвано естественными циклами. Человеческая деятельность ускорила изменения, которые уже происходили».

«Мир меняется, нравится нам это или нет»

Критики отмечают, что, хотя прогресс реален, в новых обещаниях России гораздо меньше, чем кажется на первый взгляд. Россия, четвертый в мире источник выбросов парниковых газов, начинает сильно отставать от остального мира.

Если в прошлом году энергия, произведенная из возобновляемых источников, составляла около 10% от общемирового объема, то в России она составила менее половины процента. По словам г-на Жихарева из RREDA, даже если все текущие цели будут достигнуты, к 2035 году возобновляемая энергия будет составлять всего около 6% от общего объема России, в то время как европейские цели требуют, чтобы к тому времени она составляла не менее 20%.

«У нас есть хорошие начинания и большой потенциал, но этого недостаточно, — говорит он. «Одной из основных потребностей является разработка инструментов «зеленого» финансирования и обеспечение их широкой доступности для инвесторов.

Обещание г-на Путина добиться углеродной нейтральности к 2060 году во многом зависит от способности поглощать углерод российских лесов — крупнейших в мире, занимающих около 20% ее территории, — а не от серьезных изменений в энергосистеме страны, которые в настоящее время использует газ (46%), уголь (18%), гидроэнергию (18%) и ядерные источники (17%) для производства электроэнергии.

«Российское правительство искренне, но оно по-прежнему не планирует достичь целей климатической нейтральности за счет изменения энергетического баланса», — говорит старший научный сотрудник РАНХиГС РАНХиГС Татьяна Ланьшина.«Они думают, что могут добиться этого, делая упор на наши леса, гидроэнергетику и атомную энергетику. Но многое должно измениться, потому что мир меняется, хотим мы этого или нет».

Эксперты говорят, что вызванные климатом стихийные бедствия, такие как наводнения, лесные пожары и таяние вечной мерзлоты, сыграли свою роль в том, чтобы сосредоточить внимание Кремля на проблеме антропогенного изменения климата. Но еще более сильным фактором является всемирная кампания по отказу от ископаемого топлива, которое составляет не менее четверти российского ВВП и 60% ее экспорта.План Европейского союза по введению налога на выбросы углерода дорого обойдется российскому бизнесу. Действительно, поскольку в ближайшие десятилетия мир движется к нулевому выбросу углерода, большая часть российской промышленной и энергетической инфраструктуры рискует устаревать.

Ежедневно получайте истории, которые
вдохновляют и вдохновляют .

«Дела в России начинают двигаться, но не благодаря Путину. Потому что, если все действия, о которых обещают мировые лидеры, произойдут, у российского топлива не будет потребителей, и Россия будет экономически изолирована от мира», — говорит Владимир Сливяк, ветеран российского экологического движения.

«Сейчас всевозможные проекты — будь то солнечные, водородные, ветровые, малые ГЭС, улавливание углерода — в моде и получают поддержку властей. Это хорошо. Но Россия могла бы сделать гораздо больше. И в будущем он будет делать больше, в этом я уверен. Не потому, что так решил Путин, а потому, что мир движется, и Россия не может позволить себе оставаться позади».

Приливная энергия — Управление энергетической информации США (EIA)

Гравитационное притяжение Луны и Солнца вместе с вращением Земли создают приливы в океанах.В некоторых местах из-за приливов уровень воды у берега поднимается и опускается до 40 футов. Люди в Европе использовали это движение воды для работы зерновых мельниц более 1000 лет назад. Сегодня существуют приливные энергетические системы, которые вырабатывают электроэнергию. Для экономичного производства приливной энергии требуется диапазон приливов не менее 10 футов.

В Соединенных Штатах нет действующих на коммерческой основе приливных электростанций, хотя несколько демонстрационных проектов находятся на разных стадиях разработки.Два места в Соединенных Штатах с потенциальной силой приливов — это залив Кука на Аляске, который имеет второй по величине диапазон приливов в Северной Америке, и несколько мест в штате Мэн.

Приливные заграждения

Один тип системы приливной энергии использует структуру, похожую на плотину, называемую плотиной . Заграждение устанавливается на входе в океанский залив или лагуну, образующую приливно-отливный бассейн. Шлюзы на плотине контролируют уровень воды и скорость потока, позволяя приливному бассейну наполняться во время прилива и опорожняться через систему электрических турбин во время отлива. Двусторонняя приливная энергетическая система вырабатывает электроэнергию как от приливов, так и от отливов.

Потенциальным недостатком приливной энергии является воздействие, которое приливная станция может оказывать на растения и животных в эстуариях приливного бассейна. Приливные заграждения могут изменить уровень приливов в бассейне и увеличить мутность (количество взвешенных веществ в воде). Они также могут повлиять на навигацию и отдых.

Несколько приливных энергетических заграждений действуют по всему миру.Приливная электростанция на озере Сихва в Южной Корее имеет самую большую мощность по выработке электроэнергии — 254 мегаватта (МВт). Самая старая и вторая по величине действующая приливная электростанция находится в Ла-Рансе, Франция, ее мощность составляет 240 МВт. Следующая по величине приливная электростанция находится в Аннаполис-Ройял в Новой Шотландии, Канада, ее мощность составляет 20 МВт. Китай, Россия и Южная Корея имеют приливные электростанции меньшего размера.

Плотина приливной электростанции в устье реки Ранс в Бретани, Франция

Источник: стоковая фотография (защищено авторским правом)

Источник: адаптировано из проекта развития национального энергетического образования (общественное достояние)

Приливные турбины

Приливные турбины похожи на ветряные тем, что у них есть лопасти, которые вращают ротор для питания генератора.Их можно размещать на морском дне, где есть сильные приливные течения. Поскольку вода примерно в 800 раз плотнее воздуха, приливные турбины должны быть намного прочнее и тяжелее ветряных турбин. Приливные турбины обходятся дороже, чем ветряные турбины, но они могут собирать больше энергии с лопастями того же размера.

В США на разных стадиях разработки находится несколько демонстрационных проектов по использованию приливной энергии:

Приливные ограждения

Приливное ограждение — это тип приливной энергетической системы, в которой турбины с вертикальной осью установлены в ограждении или ряду, размещенном на морском дне, подобно приливным турбинам. Вода, проходя через турбины, вырабатывает электричество. По состоянию на конец 2020 года в США не действовало ни одного проекта по возведению приливных заграждений.

Последнее обновление: 23 сентября 2021 г.

В ледяной России растет интерес к солнечной энергетике

Солнечная энергетика в России может оказаться на пороге серьезного расширения благодаря государственной программе поддержки возобновляемых источников энергии, сообщили The Moscow Times отраслевые эксперты.

Россия, занимающая четвертое место в мире по выбросам парниковых газов, исторически полагалась на свои огромные запасы нефти и газа для поддержки своей экономики. Но Кремль начал обращать внимание на глобальную климатическую катастрофу, и в преддверии ключевого климатического саммита COP26, который состоится на этой неделе в Глазго, президент Владимир Путин пообещал, что к 2060 году Россия достигнет углеродного нейтралитета.

Второй этап программы поддержки возобновляемых источников энергии на триллион рублей ($14,2 млрд) начался в сентябре с выделения льгот на проекты, которые должны быть запущены в 2025-2035 годах, многие из них в солнечной отрасли.

«Мы давно слышим, что возобновляемая энергетика — это не правильный путь для России, учитывая наши ресурсы ископаемого топлива и стоимость возобновляемой генерации, но теперь этот миф полностью развенчан», — сказал Алексей Жихарев, директор Российского Ассоциация развития возобновляемых источников энергии (RREDA).

Солнечная энергия является наиболее подходящей для развития возобновляемой энергетикой, отмечает RREDA, поскольку технологии улучшились и позволили снизить стоимость ее производства вдвое до 4300–6300 рублей (62–92 доллара США) за мегаватт-час в зависимости от географии и местной конкуренции.

Характерные для России низкие температуры и малое количество солнечных дней не означают, что она не может производить солнечную энергию в значительных масштабах, сказал Антон Усачев, заместитель директора крупнейшей в России компании по производству солнечных панелей ХЭВЕЛ.

«Это очень устаревший миф, что России не хватает солнечного света, — сказал Усачев. «Нас спрашивают: «Зачем вы строите солнечную станцию ​​в Уральских горах? Солнца там нет!» Ну, наши данные говорят нам об обратном».

Московская компания по возобновляемым источникам энергии Unigreen Energy, которая получила государственную гарантию того, что ей будут доплачивать за мощность, которую она добавляет в местные сети, заявила, что в России более чем достаточно инсоляции — солнечного излучения, попадающего на объект — для производства солнечной энергии.

«В большинстве регионов России высокая инсоляция — выше 1000 — уровень, необходимый для выработки электроэнергии», — говорится в сообщении компании.

Эксперты Unigreen и HEVEL говорят, что многие арктические поселения России могут извлечь выгоду из гибридных солнечно-дизельных электростанций, которые сократят расходы и решат проблемы цепочки поставок и дефицита.

«Местные власти теперь могут реально сократить расходы на дизельное топливо. Но самое главное — люди получают электроэнергию круглосуточно и без выходных», — сказал Усачев, указывая на недавно завершенный проект ХЭВЕЛ на замерзшей Дальневосточной Чукотке.

Арктический холод на самом деле помогает сохранить солнечную энергию, добавил он, потому что солнечные панели теряют меньше захваченной энергии в холодную погоду. В ясный солнечный день солнечная панель в Арктике может генерировать больше электроэнергии, чем ее двойник в Марокко.

Битва в гору

Будучи третьим по величине источником выбросов углерода в истории человечества, Россия сталкивается с трудной борьбой в своих попытках перейти от ископаемого топлива к возобновляемым и другим источникам чистой энергии.

Мировая экономика получает примерно 10% своей энергии от ветряных и солнечных источников, в то время как в России доля солнечной энергии составляет всего 0.2%.

Правительство предоставляет компаниям, работающим с ископаемым топливом, триллионы рублей в виде налоговых льгот каждый год, хотя они уже получают такую ​​же сумму прибыли, по данным Гринпис России.

Россия также является одним из крупнейших мировых экспортеров природного газа, угля и нефти.

«Нефть, газ и смежные с ними части экономики составляют около 60% всего российского экспорта, 40% федерального дохода и 15% ВВП России», — сказал Илья Степанов, экономист по климату Московской Высшей школы экономики.

«Уровень поддержки возобновляемых источников энергии непропорционально мал по сравнению с той поддержкой, которую получает энергетика на ископаемом топливе», — добавил он, подчеркнув при этом, что климатическая политика в России становится все более активной и что он ожидает увидеть изменения в энергетической конкуренции.

Хотя ископаемое топливо по-прежнему составляет основу экономики, пандемия показала, насколько хрупкими могут быть глобальные цепочки поставок перед лицом неожиданных событий.

«Ковид показал всему миру, как пострадали цепочки поставок, потому что они зависели от азиатских поставщиков», — сказал Усачев.«Сейчас в таких странах, как Россия, Саудовская Аравия и Турция, наблюдается больший рост локализованного производства солнечной энергии».

По мере того, как Кремль вводит новые правила по выбросам углерода и загрязнению воздуха, некоторые регионы начинают задумываться о сокращении своей зависимости от ископаемого топлива.

Омская, Алтайская и Забайкальская области, республика Саха и другие регионы Сибири и Дальнего Востока России запустили свои первые солнечные электростанции за последние годы, сообщила Татьяна Ланьшина, директор аналитического центра Ассоциации «Цель номер семь».

Однако она добавила, что пока признаков серьезных изменений в государственной энергетической политике нет.

«Российская углеродная нейтральность пока не включает сокращение использования ископаемого топлива и масштабный переход на солнечную и ветровую энергию».

18 октября Ланшина и другие ученые представили новое исследование на немецко-восточноевропейском форуме развития, в котором утверждалось, что Россия может добиться нулевых выбросов к 2050 году, если примет срочные и далеко идущие реформы.

Активисты Гринпис недавно создали петицию с просьбой к правительству принять русскую версию программы декарбонизации ЕС «Зеленый курс». Пока российское правительство не ответило на призывы.

Хотя Россия не представила официально обновленную национальную климатическую стратегию в преддверии COP26, а сам Путин не будет присутствовать, Ланшина видит первые признаки изменения отношения.

«Лед сдвинулся», — сказала она.

Потенциал возобновляемой энергии Ирана | Ближневосточный институт

Обладая четвертыми по величине запасами нефти и вторыми по величине запасами природного газа в мире, Иран является мировым гигантом углеводородов.Тем не менее, иранские политики проявляют большой интерес к источникам возобновляемой энергии (ВИЭ) для повышения энергетической безопасности, снижения внутренней зависимости от углеводородов и удовлетворения прогнозируемого роста спроса на электроэнергию. Выполнение этих задач не только реалистично и желательно, но и вероятно для иранского правительства, поскольку оно имеет выгодную топографию для возобновляемых источников энергии. Иран может похвастаться молодым и образованным населением, и теперь у него есть относительно открытый канал для приобретения необходимых возобновляемых технологий и помощи в финансировании проектов.

Привлекательность иранского R.E. потенциал не остался незамеченным. Еще в 2014 году немецкие, южнокорейские, датские и индийские компании начали внимательно изучать R.E. страны, находящейся под санкциями. промышленность как возможность для долгосрочных инвестиций. Иранские официальные лица с энтузиазмом отреагировали на любопытство Запада, сократив бюрократию в своем энергетическом секторе, оптимизировав процесс лицензирования и предоставив конкурентные стимулы R.E. разработчики инфраструктуры и поставщики оборудования. Например, Организация по возобновляемым источникам энергии Ирана (SUNA) смоделировала свою новую тарифную политику на основе немецкого эквивалента[i], гарантировала государственные закупки электроэнергии в течение 20 лет[ii] и ввела 15-процентное снижение налогов для компаний, которые использовать отечественные комплектующие.[iii]

Иранская компания по производству, передаче, распределению и управлению электроэнергией (Tavanir) теперь оценивает, что возобновляемые источники энергии будут генерировать около 10 процентов потребностей Ирана в производстве электроэнергии в течение пяти лет. Шестой план развития Ирана, пятилетняя государственная политика роста, включает положение о том, что установленные в Иране системы R.E. мощность должна вырасти на 5000 МВт к 2018 г.[iv] До недавнего времени экономические санкции сделали бы достижение такой амбициозной цели очень трудным, если не невозможным.Однако благодаря устранению серьезных ограничений как на внутреннее, так и на внешнее финансирование инвестиционные цели в размере 10 миллиардов долларов США к 2018 году и 60 миллиардов долларов США к 2025 году теперь кажутся достижимыми. [v]

Чтобы удовлетворить этот растущий спрос на производство электроэнергии из ВИЭ, Иран обнародовал планы по развитию нетрадиционных возобновляемых источников энергии (NCRE). Это развитие NCRE включает параллельное увеличение солнечной и ветровой мощности для интеграции в электрическую сеть; и поощрение новой разработки более традиционного R.E. источники, такие как ядерные и геотермальные. Иранские компании и их партнеры сталкиваются с серьезными препятствиями, такими как устаревшая или неразвитая инфраструктура, сетевая интеграция ВИЭ. ресурсы, а также отсутствие опыта в некоторых специализированных R.E. технологии.

Несмотря на эти проблемы, есть веские основания полагать, что иранские компании вместе с иностранными партнерами одержат верх. Правительство Ирана уже подписало ряд соглашений с иностранными партнерами для содействия развитию новой инфраструктуры и производственных мощностей в конце этого года.

Упрощенный энергетический баланс Ирана

В энергетическом балансе Ирана преобладают углеводороды. Природный газ и производные нефти, такие как бензин и мазут, питают традиционные тепловые электростанции, которые удовлетворяют около 98 процентов общего спроса Ирана на энергию. Остальные два процента приходятся на сочетание гидроэнергетики, атомной энергии, биотоплива и других возобновляемых источников.

Чрезмерная зависимость от источников ископаемого топлива является проблемой по ряду причин. Во-первых, богатство Ирана углеводородами привело к тому, что правительство в значительной степени субсидирует топливо для индивидуального потребления энергии. При цене около 32 центов за литр[vii] цена на бензин близка к цене бутылки минеральной воды в Иране, а всего 4,5 цента за киловатт электроэнергии граждане платят намного ниже среднемирового показателя[vii]

.

Кроме того, Иран ежегодно тратит 30 миллиардов долларов на топливо для своей инфраструктуры тепловых электростанций. Каждый год компания теряет значительную часть этих 30 миллиардов долларов из-за устаревшей и неэффективной инфраструктуры передачи и распределения. По словам Али Мирмохаммада, старшего консультанта австралийской консалтинговой компании Frost & Sullivan, спрос на электроэнергию растет примерно на 6%.5 процентов в год.[viii] В настоящее время этот показатель как минимум на 3,5 процента превышает темпы роста ВВП страны; эта цифра подчеркивает, что Иран не может разумно поддерживать использование углеводородов для производства электроэнергии по всей стране.

Источник: Управление энергетической информации США

Иран получит два основных преимущества, перейдя на более разнообразный энергетический баланс. Во-первых, сокращение внутреннего спроса на ископаемое топливо приведет к повышению конкурентоспособности на мировых энергетических рынках.Иными словами, сокращение внутреннего спроса позволит Ирану экспортировать больше своих огромных запасов нефти и природного газа в страны-клиенты за рубежом. Во-вторых, сокращение внутреннего потребления топлива позволит правительству сократить свои дорогостоящие субсидии, одновременно удовлетворяя растущий спрос на электроэнергию за счет более устойчивых и рентабельных возобновляемых источников энергии. источники.

Угасающая гидроэнергетика

Гидроэнергетика появилась в качестве возобновляемой альтернативы в Иране в 1950-х годах. Иран, в отличие от большинства ближневосточных государств, является домом для обширной сети рек, что позволило стране быстро масштабировать свою гидроэнергетическую инфраструктуру до начала 2000-х годов.Однако недавние широкомасштабные засухи значительно сократили гидроэнергетические мощности Ирана. [ix]

Когда-то доля гидроэлектростанций, обеспечивающих базовую нагрузку Ирана, составляла 14 процентов, а доля гидроэлектростанций сократилась до менее чем 5 процентов, поскольку уровень рек продолжает падать. Как следствие, заместитель главы Таванира недавно заявил, что почти все 50 гидроэлектростанций Ирана либо прекратили выработку электроэнергии, либо их мощность уменьшилась.[x]

Ветроэнергетический потенциал Ирана

Имея 100 000 МВт[xi] потенциальной установленной мощности, потенциал ветроэнергетики Ирана может соперничать с потенциалом таких крупных развивающихся стран, как Франция и Великобритания.Неудивительно, что правительство Ирана отдает приоритет ветровой энергетике по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии. источников из-за топографии страны и существующих производственных и производственных мощностей. [xii]

Увеличение мощности на 5 000 МВт за счет новых ВИЭ. ожидается к 2018 году. Ожидается, что примерно 4500 МВт этой мощности будет приходиться на ветряные электростанции коммунального масштаба по всей стране. Благодаря своему стратегическому расположению вдоль нескольких основных ветровых коридоров[xiii], включая течения Атлантического, Средиземного и Индийского океанов, на северо-западе и северо-востоке Ирана круглый год дуют сильные ветры.

Источник: Национальный экологический фонд Ирана

Относительная постоянство этих ветровых течений обеспечивает устойчивый доступ к энергии ветра, что значительно снизит потребность в использовании тепловых генераторов пиковой мощности для ежедневного производства электроэнергии.

Иран имеет хорошие возможности для быстрого расширения своего сектора ветроэнергетики. В стране уже эксплуатируется 15 ветряных электростанций[xiv], и подавляющее большинство компонентов, используемых для создания этих ферм, были произведены на месте.[xv] Из-за воздействия западных санкций страна использовала свой богатый человеческий капитал для развития технологических возможностей в производстве турбин, генераторов и инверторов и даже рассматривала возможность экспорта этого оборудования в Азербайджан и Индию.

В пользу Ирана работает и его рабочая сила: около 60 процентов иранцев моложе 30 лет и сравнительно хорошо образованы. Согласно данным, опубликованным в Индексе человеческого капитала Всемирного экономического форума за 2015 год и обобщенным Forbes, Иран выпускает больше инженеров, чем любая другая опрошенная страна, за исключением России и США.[xvi] Эти льготы в сочетании с 20-летней гарантией иранского правительства на закупку электроэнергии уже вызвали значительный интерес со стороны иностранных фирм.[xvii] Например, в сентябре 2015 года немецко-иранское совместное предприятие GI Umweltconsult достигли соглашения с правительством Ирана о строительстве ветряной электростанции мощностью 48 мегаватт в юго-западной иранской провинции Хузестан стоимостью 46 миллионов долларов США. [xviii] После визита в Иран в январе 2016 года датской политической и деловой делегации министр энергетики Ирана Читчиан также объявил, что Дания построит ветряную турбину в Иране.[xix]

Солнечная разработка

Шестой план развития Ирана также предусматривал установку 500 МВт новых солнечных мощностей к 2018 году. [xx] Климат Ирана разнообразен, и многие его регионы засушливые. Поскольку южные, северо-западные и юго-восточные регионы получают около 300 солнечных дней в году, они идеально подходят для получения солнечной энергии.[xxi] Правительство Ирана отдает приоритет центральному региону, в частности, из-за его климата и близости к национальной энергосистеме.Сообщается, что в августе 2014 года была подписана серия сделок с неназванной немецкой компанией о добавлении около 550 МВт солнечной энергии в энергосистему, и в настоящее время они находятся в стадии разработки.

В то время как иранская политика в отношении ветроэнергетики является более агрессивной в краткосрочной перспективе, планы по использованию солнечной энергии амбициозны в долгосрочной перспективе. Например, иранская энергетическая компания Sunir и испанская компания Bester недавно обнародовали планы по значительному расширению солнечного потенциала Ирана к 2020 году. часть «энергетического парка» мощностью 10 000 МВт на юго-западе богатой нефтью иранской провинции Хузестан. [xxiii]

Интенсивное участие иностранных партнеров в солнечных проектах не только экономично, но и практично. Отсутствие доступа к ключевым солнечным технологиям, таким как инверторы для управления напряжением и соответствующим образом усовершенствованные полупроводники, создало логистические проблемы для иранских компаний. После недавней отмены санкций иранские компании теперь имеют более широкий доступ к более широкому спектру все более сложных солнечных технологий и финансированию для их покупки и разработки. Непосредственными выгодами будет их быстрая установка, а в долгосрочной перспективе страна, вероятно, выиграет от получения возможности производить значительную часть своей солнечной инфраструктуры внутри страны.

Непрерывное развитие ядерной и геотермальной энергетики

Инвестиции в более традиционные источники Р.Э. инфраструктура тоже идет. Иран поддерживает программу ядерной энергетики, начиная с 1970-х годов. Его АЭС в Бушере до сих пор работает на юго-востоке страны, недалеко от Персидского залива. Однако некоторые районы страны подвержены сейсмической активности, и, следовательно, ядерная энергетика не имеет такого широкого географического диапазона применения, как солнечная и ветровая, хотя ее роль в энергетическом балансе Ирана неоспорима.

Али Акбар Салехи, глава Организации по атомной энергии Ирана, недавно объявил[xxiv], что страна приступит к строительству как минимум двух новых расширений электростанции в Бушере мощностью 1000 МВт. Для этого Иран заключил соглашения об оборудовании и помощи в строительстве с Россией и Китаем и может добавить до восьми новых расширений к электростанции в Бушере.[xxv]

Иран также начал разработку первой на Ближнем Востоке геотермальной электростанции. Ожидается, что эта «пилотная» станция в северо-западной иранской провинции Ардебиль будет иметь установленную мощность 50 МВт.Ожидается, что из-за его расположения на севере Ирана, где инфраструктура недостаточно развита, а спрос на электроэнергию превышает предложение, влияние станции будет немедленным. Хотя развитие геотермальной энергии в Иране находится на относительно начальной стадии, потенциал все еще значителен. Исследование, проведенное исследователями из Стэнфордского университета, например, утверждает, что развитие геотермальной энергии в Иране возможно в 14 отдельных регионах, охватывающих почти всю страну.[xxvi]      

Путь вперед

Стратегия диверсификации энергетики Ирана уже начала приносить плоды.Он привлек сотни миллионов долларов инвестиций в R.E. инфраструктуры и, по-видимому, может привлечь еще миллиарды по мере постепенной отмены западных экономических санкций. Страна взяла на себя твердое обязательство диверсифицировать свой энергетический баланс и модернизировать свою инфраструктуру — кампания, которая поддерживается ее готовностью сотрудничать с целым рядом иностранных партнеров.

Однако путь Ирана вперед не лишен потенциальных ловушек. Чтобы обеспечить постоянную финансовую поддержку R.E. инфраструктуры, стране придется продемонстрировать как политическую, так и экономическую стабильность. Сделать это эффективно будет непросто. Иран, как и другие богатые ресурсами пограничные рынки, почти наверняка привлечет огромные иностранные инвестиции[xxvii], поскольку снятие санкций продолжает облегчать доступ к рынкам страны. Если страна проявит благоразумие и сможет направить инвестиции в ключевую инфраструктуру, выгоды для экономики будут расти в геометрической прогрессии.

Если, однако, бюрократия и системная коррупция замедлят развитие, основные логистические проблемы, такие как сетевая интеграция и модернизация инфраструктуры, останутся нерешенными, а внешний интерес к экономике быстро угаснет.Если это произойдет, маловероятно, что Иран перейдет из экономики с низким уровнем дохода в экономику со средним уровнем дохода.

Из-за своего статуса участника стратегии экономического роста страны правительство, вероятно, сохранит политическую поддержку R.E. разработка. По словам одного иранского аналитика, опрошенного для исследования по этому вопросу, «развитие возобновляемой инфраструктуры является важной частью экономической программы. Правительство рассматривает его как часть инфраструктуры, которая позволит стране расти.Таким образом, его поддержка вряд ли поколеблется независимо от того, кто победит на [президентских] выборах в 2017 году».

[ii] Заде, Садех, «Роль государственного и частного секторов в возобновляемых источниках энергии», Тегеран, Иран, 2015 г.

[iii] «Правила государственного и частного секторов в области возобновляемых источников энергии»

[vii] Мошири, Саид, «Реформа цен на энергию и энергоэффективность в Иране». Международная ассоциация экономики энергетики , 2013 г.

[x] «Засуха наносит ущерб гидроэнергетике Ирана»

[xi] Лиагати, Хоуман, «Потенциал инвестиций в ветроэнергетику в Иране», Тегеран, Иран, 2015 г.

[xiii] «Потенциал инвестиций в ветроэнергетику в Иране»

[xiv] «Потенциал инвестиций в ветроэнергетику в Иране»

[xv] Адибфар, Акбар, «Ветроэнергетика в Иране: льготные тарифы, потенциал ветроэнергетики», Берлин, Германия, 2015 г.

[xxvi] Порхиал, Сохейл и Юсефи, Парижа. «Геотермальная энергия в Иране». Всемирный геотермальный конгресс (2015 г.): 1-14.

Возобновляемая энергия, факты и информация

В любом обсуждении изменения климата возобновляемая энергия обычно возглавляет список изменений, которые мир может осуществить, чтобы предотвратить наихудшие последствия повышения температуры.Это связано с тем, что возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, не выделяют углекислый газ и другие парниковые газы, способствующие глобальному потеплению.

Чистая энергия имеет гораздо больше преимуществ, чем просто «зеленая». Растущий сектор создает рабочие места, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Все эти факторы способствовали возрождению возобновляемой энергетики в последние годы, когда ветер и солнечная энергия установили новые рекорды по выработке электроэнергии.

В течение последних 150 лет или около того люди в значительной степени полагались на уголь, нефть и другие ископаемые виды топлива, чтобы питать все, от лампочек до автомобилей и заводов. Ископаемые виды топлива используются почти во всем, что мы делаем, и в результате выбросы парниковых газов при сжигании этих видов топлива достигли исторически высокого уровня.

Поскольку парниковые газы задерживают тепло в атмосфере, которое в противном случае ушло бы в космос, средняя температура на поверхности растет. Глобальное потепление — это один из симптомов изменения климата. Сейчас ученые предпочитают использовать этот термин для описания сложных сдвигов, влияющих на погодные и климатические системы нашей планеты.Изменение климата включает в себя не только повышение средней температуры, но и экстремальные погодные явления, перемещение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других воздействий.

Конечно, у возобновляемых источников энергии, как и у любого другого источника энергии, есть свои компромиссы и связанные с ними споры. Один из них посвящен определению возобновляемой энергии. Строго говоря, возобновляемая энергия — это именно то, что вы могли бы подумать: постоянно доступная или, как выражается Управление энергетической информации США, «практически неисчерпаемая».«Но «возобновляемый» не обязательно означает устойчивый, как часто утверждают противники этанола на основе кукурузы или крупных плотин гидроэлектростанций. Он также не включает другие ресурсы с низким или нулевым уровнем выбросов, у которых есть свои сторонники, включая энергоэффективность и ядерная энергетика

Смотрите все наши видео о возобновляемых источниках энергии здесь

Типы возобновляемых источников энергии

Гидроэнергетика: На протяжении веков люди использовали энергию речных течений, используя плотины для регулирования потока воды.Гидроэнергетика на сегодняшний день является крупнейшим в мире источником возобновляемой энергии, при этом Китай, Бразилия, Канада, США и Россия являются ведущими производителями гидроэлектроэнергии. Хотя гидроэнергетика теоретически является чистым источником энергии, восполняемым за счет дождя и снега, она также имеет ряд недостатков.

Большие плотины могут нарушить речные экосистемы и окружающие сообщества, нанеся вред дикой природе и вытеснив жителей. Производство гидроэлектроэнергии уязвимо для накопления ила, что может снизить мощность и повредить оборудование. Засуха также может вызвать проблемы.Согласно исследованию 2018 года, на западе США выбросы углекислого газа за 15-летний период были на 100 мегатонн выше, чем обычно, поскольку коммунальные предприятия перешли на уголь и газ, чтобы заменить гидроэнергетику, потерянную из-за засухи. Даже работающая на полную мощность гидроэнергетика имеет свои проблемы с выбросами, поскольку разлагающийся органический материал в водохранилищах выделяет метан.

Плотины — не единственный способ использовать воду для получения энергии: проекты по использованию энергии приливов и волн во всем мире направлены на улавливание естественных ритмов океана. В настоящее время морские энергетические проекты производят около 500 мегаватт электроэнергии, что составляет менее одного процента всех возобновляемых источников энергии, но их потенциал намного выше. Такие программы, как Saltire Prize в Шотландии, поощряют инновации в этой области.

Смотреть первую в мире плавучую ветряную электростанцию ​​Оседлайте волны

СМОТРЕТЬ: Эти ветряные турбины, превышающие Статую Свободы, путешествовали по морю.

Ветер: Использование ветра в качестве источника энергии началось более 7000 лет назад.В настоящее время ветряные турбины, вырабатывающие электроэнергию, распространяются по всему миру, а Китай, США и Германия являются ведущими производителями энергии ветра. С 2001 по 2017 год совокупная ветровая мощность по всему миру увеличилась с 23 900 МВт до более чем 539 000 МВт — более чем в 22 раза.

Некоторые люди могут возражать против того, как ветряные турбины выглядят на горизонте и как они звучат, но энергия ветра, цены на которую снижаются, оказывается слишком ценным ресурсом, чтобы отрицать его. В то время как большая часть ветровой энергии поступает от наземных турбин, появляются и морские проекты, причем больше всего в США.К. и Германии. Первая морская ветряная электростанция США открылась в 2016 году в Род-Айленде, и другие морские проекты набирают обороты. Другая проблема с ветряными турбинами заключается в том, что они представляют опасность для птиц и летучих мышей, убивая сотни тысяч ежегодно, не так много, как от столкновения со стеклом и других угроз, таких как потеря среды обитания и инвазивные виды, но достаточно, чтобы инженеры работали над решениями, чтобы сделать они безопаснее для летающих диких животных.

Солнечная энергия: От крыш домов до промышленных ферм — солнечная энергия меняет энергетические рынки по всему миру.За десятилетие с 2007 по 2017 год общая установленная мощность фотоэлектрических панелей в мире увеличилась на колоссальные 4300 процентов.

В дополнение к солнечным панелям, которые преобразуют солнечный свет в электричество, в электростанциях, концентрирующих солнечную энергию (CSP), используются зеркала для концентрации солнечного тепла, вместо этого получая тепловую энергию. Китай, Япония и США лидируют в преобразовании солнечной энергии, но солнечной энергии еще предстоит пройти долгий путь, на ее долю приходится около двух процентов от общего объема электроэнергии, вырабатываемой в США.S. в 2017 году. Солнечная тепловая энергия также используется во всем мире для горячего водоснабжения, отопления и охлаждения.

Что такое солнечная энергия?

Что такое солнечные элементы и как они работают? Узнайте больше о солнечной энергии и узнайте, как этот возобновляемый ресурс превращает энергию солнца в полезную энергию.

Биомасса: Энергия биомассы включает биотопливо, такое как этанол и биодизель, древесину и древесные отходы, биогаз со свалок и твердые бытовые отходы. Как и солнечная энергия, биомасса является гибким источником энергии, способным заправлять транспортные средства, обогревать здания и производить электричество.Но биомасса может вызвать острые вопросы.

Критики этанола на основе кукурузы, например, говорят, что он конкурирует с продовольственным рынком кукурузы и поддерживает те же вредные методы ведения сельского хозяйства, которые привели к цветению токсичных водорослей и другим экологическим опасностям. Точно так же разгорелись споры о том, стоит ли отправлять древесные гранулы из лесов США в Европу, чтобы их можно было сжигать для получения электроэнергии. Тем временем ученые и компании работают над способами более эффективного преобразования кукурузной соломы, осадка сточных вод и других источников биомассы в энергию, стремясь извлечь выгоду из материала, который в противном случае пошел бы в отходы.

Геотермальная энергия: В течение тысячелетий геотермальная энергия использовалась в некоторых странах для приготовления пищи и отопления. Она получается из внутреннего тепла Земли. В больших масштабах подземные резервуары с паром и горячей водой можно использовать через колодцы глубиной в милю и более для выработки электроэнергии. В меньших масштабах в некоторых зданиях есть геотермальные тепловые насосы, которые используют разницу температур в нескольких футах под землей для обогрева и охлаждения. В отличие от солнечной и ветровой энергии, геотермальная энергия всегда доступна, но она имеет побочные эффекты, которые необходимо контролировать, такие как запах тухлых яиц, который может сопровождать выброс сероводорода.

Скрытые затраты на превращение пищи в топливо

Производство биотоплива во всем мире увеличилось, основным источником которого является этанол на основе кукурузы.

Способы стимулирования использования возобновляемых источников энергии

Города, штаты и федеральные правительства во всем мире проводят политику, направленную на увеличение использования возобновляемых источников энергии. По крайней мере, 29 штатов США установили стандарты портфеля возобновляемых источников энергии — политики, предписывающие определенный процент энергии из возобновляемых источников. В настоящее время более 100 городов по всему миру могут похвастаться не менее 70 процентами возобновляемой энергии, а некоторые другие берут на себя обязательства достичь 100 процентов.Другие меры, которые могут стимулировать рост возобновляемых источников энергии, включают установление цен на выбросы углерода, стандарты экономии топлива и стандарты эффективности зданий.