Роль возобновляемой энергетики

21.01.11 10:37

Как сказано в этих документах, основные задачи - «снизить к 2020 году удельную энергоемкость ВВП РФ не ниже, чем на 40% по сравнению с 2007 годом» (Указ Президента РФ) и «разработать и утвердить к 1 августа 2010 года региональные и муниципальные программы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности» (ФЗ № 261-ФЗ).

Удельная энергоемкость ВВП в России выше (хуже), чем у США в 2,1 раза, Англии – в 3,5 раза, у Франции – в 2,8 раза, Канады – в 1,6 раза. Но этот показатель меньше (лучше), чем у США: на Кубе в 2 раза, в Турции – в 1,7 раза, в Индии – в 1,3 раза, в Чили – в 1,25 раза.

Состояние развития экономики характеризуют еще два показателя:

- душевое годовое потребление первичной энергии: 4,75 тнэ/чел = 6,78 тут/чел (в России);

- душевое годовое потребление электрической энергии: 6338 кВт•ч/чел (в России).

Но главные показатели – удельная энергоемкость и удельное энергопотребление видов продукции, механизмов, работ, услуг.

 

 

 Удельная энергоемкость ВВП в России

 

Энергоэффективная экономика базируется на трех компонентах:

- энергоэффективность использования топливно-энергетических ресурсов в их производстве, транспортировке и потреблении – то есть достижение научно-обоснованных значений потерь топлива и/или энергии на всех стадиях жизненного цикла, а также удельной энергоемкости производства продукции и удельного энергопотребления продукции, работ, услуг при соблюдении ограничений техногенного влияния на окружающую среду процессов добычи, транспортировки и переработки топлива, производства, передачи и распределения электрической и тепловой энергии;

 

 

 Производство первичной энергии в мире в 1973 и в 2008 гг.

 

- энергоэффективность использования минерально–сырьевых ресурсов, материалов и изделий – то есть сокращение расхода их на единицу работы, услуг, полезного эффекта, а так же на конечное изделие, здание и сооружение, и в конечном счете сокращение в овеществленном виде топлива и энергии, затраченных на производство (полная энергоемкость).

- использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в производстве топлива и энергии (замещение органического топлива).

 

 

Производство электроэнергии в мире в 1973 и в 2008 гг.

 

Последний пункт особенно интересен и предоставляет множество направлений для работы. Солнечная энергия: прямое преобразование в электрическую энергию (фотоэлектричество), в электроэнергию (термодинамический цикл) и в тепловую энергию (солнечные коллекторы). Ветровая энергия - производство электрической (ВЭУ) и механической энергии (водоподъемные ВЭУ). Энергия рек и водоемов - производство электрической энергии (ГЭС большой и средней мощности, малые и микро ГЭС), механической энергии (водяные мельницы). Геотермальная энергия - производство электрической энергии (ГеоЭС) и тепловой (геотермальная ТЭС, тепловые насосы), а также прямое использование горячей воды. Энергия океана - производство электрической энергии на приливных электростанциях (ПЭС), волновые установки и установки, использующие градиент температур. Низкопотенциальное тепло - производство тепловой энергии (тепловые насосы). Биомасса - производство электрической и тепловой энергии и топлива путем прямого сжигания биомассы (электростанции, котельные), получения жидкого и газообразного топлива (биогазовые и газогенераторные установки, технологии пиролиза и «быстрого» пиролиза) и производства биоэтанола и биодизеля.

 

 

Основные показатели возобновляемой энергетики мира в 2007-2009 гг.

 

Аргументы ЗА ВИЭ:

 

- возобновляемая энергетика (ВЭ) – это наиболее быстрый и дешевый способ решения проблем энергоснабжения (электроэнергия, тепло, топливо) удаленных труднодоступных населенных пунктов, не подключенных к сетям общего пользования, фактически речь идет о жизнеобеспечении 10-15 млн человек;

- сооружение энергетических установок ВЭ – наиболее быстрый и дешевый способ энергообеспечения предприятий малого и среднего бизнеса, а это дополнительные рабочие места в деревнях и малых городах, где безработица – прямой путь к нищете;

 

 

 Динамика установленная мощности ВЭУ, подключенной к электрическим сетям (ГВт), за период 1995-2009 гг.

 

- сооружение объектов ВЭ не требует больших единовременных капитальных вложений и осуществляется за короткое время (один – три года), в отличие от 5-10-летних периодов строительства объектов традиционной энергетики;

- крупные объекты ВЭ – это сокращение дефицита мощности и энергии в дефицитных энергосистемах, т.е. устранение препятствий в развитии промышленности;

- отсутствие потенциальной опасности техногенных катастроф;

- развитие ВЭ – это развитие инновационных направлений в промышленности, расширение внутреннего спроса на изделия машиностроения, а также расширение экспортных возможностей. Только на основе расширения внутреннего спроса возможно устойчивое развитие страны, как справедливо утверждают настоящие экономисты всех общественных формаций.

 

 

Доля ВЭС в производстве электроэнергии в 2006, 2007 и 2009 гг.

 

Развитие возобновляемой энергетики означает развитие наукоемких технологий и оборудования.

 

В технологиях возобновляемой энергетики реализуются последние достижения многих научных направлений и технологий: метеорологии, аэродинамики, электроэнергетики, теплоэнергетики, генераторо- и турбостроения, микроэлектроники, силовой электроники, нанотехнологии, материаловедения и т.д.

 

 

Динамика установлении мощности ФЭС (МВт). Источник: REN 21, Renewable global status report / 2010

 

В свою очередь развитие наукоемких технологий имеет значительный социальный и макроэкономический эффект в виде создания дополнительных рабочих мест за счет сохранения и расширения научной, производственной и эксплуатационной инфраструктуры энергетики, а также создания возможности экспорта наукоемкого оборудования.

 

 

Введенные и установленные мощности сетевых ФЭС в 2005-2009 гг., МВт. Источник: REN 21, Renewable global status report / 2006-2010

 

 

Введенные и установленные мощности для солнечного нагрева воды в 2008 г. Источник: REN 21, Renewable global status report / 2010

 

Далее, возобновляемая энергетика стремительно развивается более, чем в 80 странах. В условиях кризиса темпы роста в 2006 -2008 годах по отношению к предыдущему году составили:

- по ветроэнергетике 20-25%;

- по фотоэнергетике 40-45%;

- по солнечным коллекторам 10-15%.

 

 

Производство биотоплива в 2009 г. Источник: REN 21, Renewable global status report / 2010

 

 

Существующие и перспективные стоимостные ориентиры в области ВИЭ. Источник: Международное энергетическое агентство (IEA)

 

Развитие возобновляемой энергетики означает повышение экологической безопасности в локальных территориях, т.е. снижение вредных выбросов от электрических и котельных установок в городах со сложной экологической обстановкой, в местах массового отдыха населения, санитарно-курортных местностях и заповедных зонах.

 

 

Оценка потенциала возобновляемых источников энергии России. *Валовый потенциал гидротермальной энергии составляет 29,2 трлн. т.у.т. **Технический потенциал приливной энергии трех створов ПЭС (Мезенской, Пенжинской и Тугурской) составляет 253 ТВт•ч или 83 млн. т у.т. с суммарной энергетической мощностью 109 ГВт.

 

Аргументы против ВИЭ:

- нестабильность производства энергии;

- низкая плотность энергии;

- дороговизна оборудования и вырабатываемой энергии;

- необходимость резервирования мощности ВЭС;

- малая мощность ветростанции (по сравнению с традиционными электростанциями);

- потребление реактивной мощности.

Федеральный Закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в части возобновляемой энергетики устанавливает следующие требования:

 

 

Выработка электрической энергии в России на базе возобновляемых источников энергии, включая малые ГЭС, млн кВт•ч. Источник: Годовые отчеты о технико-экономических показателях и расходе условного топлива на электростанциях России, за 2000 - 2008 годы, Госкомстат России. *В скобках указано количество выработанной энергии непосредственно за счет использования биомассы.

 

- увеличение количества случаев использования объектов, имеющих высокую энергетическую эффективность, объектов, относящихся к объектам, имеющим высокий класс энергетической эффективности, и (или) объектов, использующих в качестве источников энергии вторичные энергетические ресурсы и (или) возобновляемые источники энергии (ст. 14. п.4. п.п.5);

- увеличению количества случаев использования в качестве источников энергии вторичных энергетических ресурсов и (или) возобновляемых источников энергии (с.14. п.6. п.п. 7.).

Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. №1225 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности», в котором в части возобновляемой энергетики среди общих целевых показателей в области энергосбережения и энергетической эффективности установлены следующие целевые показатели:

 

 

Общая оценка использования ВИЭ в 2008 г. *Внутреннее потребление; **к внутреннему потреблению.

 

- «изменение объема производства энергетических ресурсов с использованием возобновляемых источников энергии и (или) вторичных энергетических ресурсов» (п.1.);

- «доля энергетических ресурсов, производимых с использованием возобновляемых источников энергии и (или) вторичных энергетических ресурсов, в общем объеме энергетических ресурсов, производимых на территории субъекта Российской Федерации, муниципального образования» (п.1.).

Постановлением Правительства РФ от 8 апреля 2010 г. №1р утверждены «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года». Установлены показатели доли ВИЭ в производстве электроэнергии: 2010 год – 1,5%, 2015 год – 2,5% и 2020 год – 4,5%.

 

 

Обобщенные данные производства энергии на базе ВИЭ в 2008 г. Источник: ГУ ИЭС

 

Краткие выводы

1. Доля ВИЭ в производстве электроэнергии без крупных ГЭС в Европе к 2020 г. составит около 20%.

2. Доля ветровой энергии в производстве электрической энергии в мире к 2020 г. составит около 10%, общая установленная мощность ветроустановок достигает 1200 ГВт.

3. Производство жидкого топлива из биомассы к 2020 г. возрастет более чем в 15 раз и достигнет 1 трлн. литров в год.

 

 

Системы солнечного горячего водоснабжения и отопления

 

4. Мощность фотоэлектрических установок в мире к 2020 г. достигнет 800-1000 ГВт.

5. Россия катастрофически отстает по объему использования ВИЭ как в натуральном, так и в стоимостном выражении. Доля производства электроэнергии в России к 2020 г. должна достичь 4,5% или 60-70 млрд. кВт•ч (требуемый вклад мощности: 15-19 ГВт). России необходимо завершить разработку нормативных документов по стимулированию использования ВИЭ, предусмотренных Федеральным законом №37-ФЗ «Об электроэнергетике» и приступить к разработке закона по стимулированию использования ВИЭ для производства тепловой энергии, топлива и автономных энергоустановок.

 

 

Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. (утверждена распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. №1715-р)

 

6. Разработать проект Федерального закона «О дополнительных мерах по стимулированию использования возобновляемых источников энергии», включающий:

- стимулирование производства электроэнергии в районах автономного энергоснабжения и физическими лицами;

- стимулирование производства тепловой энергии и топлива с использованием ВИЭ.

 

7. Разработать методические указания по декомпозиции целевых показателей по производству электрической и тепловой энергии с использованием ВИЭ по субъектам РФ, компаниям ТЭК и компаниям, имеющим долю в предприятиях ТЭК, представить их к утверждению в Правительство РФ.

8. Разработать схему размещения объектов возобновляемой энергетики.

 

Павел Безруких, д.т.н., академик-секретарь секции «Энергетика» РИА, Председатель Комитета ВИЭ РосСНИО, зам. Генерального директора ЗАО «Институт энергетической стратегии»

По материалам доклада на V международной научно-практической конференции «Электротехнологии. Энергосбережение и возобновляемые источники энергии» (Волгоград)

 

 

Читайте также: