Uz atjaunojamiem energoresursiem balstītu objektu energoefektivitātes novērtējums

Šobrīd daudzas pasaules valstis arvien vairāk virzās uz resursu taupīšanas veidiem. Pēdējos gados enerģijas ražošanas struktūra pasaulē ir mainījusies uz neatjaunojamās enerģijas īpatsvara samazināšanos un pieaugumu atjaunojamie enerģijas avoti (AER)... Visdinamiskāk attīstošās AER nozares ir saules un vēja enerģija.

Tradicionāli tiek izdalīti šādi iemesli, kas veicina atjaunojamo enerģijas avotu attīstību:

• vienmērīgāks sadalījums planētas teritorijā un līdz ar to to lielāka pieejamība;
• gandrīz pilnīga piesārņojošo vielu emisiju trūkums vidē darbības laikā (ne visiem atjaunojamo enerģijas avotu veidiem);
• fosilo resursu un neierobežotu resursu izsīkšana dažiem atjaunojamo enerģijas avotu veidiem (vēja un saules enerģija);
• būtiski uzlabojumi enerģijas ražošanas tehnoloģijās (īpaši saules un vēja enerģijai).

Atjaunojamo energoresursu attīstību veicina arī tas, ka šobrīd vairāk nekā 50 pasaules valstis ir pieņēmušas (daļēji Krievijā) un ir spēkā likumi un valdības regulējošie pasākumi atjaunojamās enerģijas atbalstam. Turklāt būtisks faktors atjaunojamo energoresursu attīstībā ir kapitālieguldījumu samazināšana uz tiem balstītu energoobjektu celtniecībā.

Būtiskākais īpatnējo kapitālieguldījumu būvniecībā samazinājums attiecas uz tādiem energoobjektiem kā vēja elektrostacijas (HES) unsaules fotoelektriskās spēkstacijas (SPPP)… Atjaunojamās enerģijas objektiem, piemēram, hidroelektrostacijas (HES), mazs hidroelektrostacijas (HES), ģeotermālās spēkstacijas (GeoPP) unbioelektrostacijas (BioTES), kapitālieguldījumu vērtības samazinājās, bet ne būtiski. Turklāt pēdējos gados ir vērojama tendence samazināt darbības (kārtējās) izmaksas unelektroenerģijas pašreizējā vērtība (izlīdzinātās enerģijas izmaksas — LCOE).

Pašlaik atjaunojamās enerģijas objekti noteiktos apstākļos ir ekonomiski diezgan konkurētspējīgi.

Iemesli tik intensīvai atjaunojamo energoresursu, īpaši vēja un saules enerģijas, attīstībai meklējami arī apstāklī, ka pieeja energoobjektu efektivitātes vērtēšanai pasaulē ir mainījusies daudzkritēriju virzienā, vērojama tendence energoapgādes sistēmu decentralizācija un reģionālā enerģētikas attīstība, īpaši pamatojoties uz atjaunojamiem enerģijas avotiem. …

Ārvalstu praksē elektroenerģētikas objektu efektivitātes novērtēšanai līdzās ekonomiskajiem rādītājiem tiek izmantoti arī enerģētikas un vides rādītāji.

Kā enerģijas indikatori tiek pieņemti: enerģijas atmaksāšanās laiks (EPBT) unenergoefektivitātes koeficients (ieguldījumu atdeve (EROI)).

Enerģijas atmaksāšanās periods norāda laiku, kurā attiecīgā elektrostacija ar saražoto enerģiju kompensē tās izveides, ekspluatācijas un ekspluatācijas pārtraukšanas enerģijas izmaksas.

Energoefektivitātes koeficients ir ekspluatācijas posmā saražotās enerģijas attiecība pret elektrostacijas dzīves cikla laikā patērēto enerģiju, kas sastāv no trim galvenajiem posmiem: būvniecības, ekspluatācijas un ekspluatācijas pārtraukšanas.

Galvenie vides rādītāji ir:

• globālās sasilšanas potenciāls (GWP);
• oksidācijas potenciāls (AP);
• Eitrofikācijas potenciāls (EP)

Globālās sasilšanas potenciāls — indikators, kas nosaka dažādu siltumnīcefekta gāzu ietekmes pakāpi uz globālo sasilšanu.

Oksidācijas potenciāls — indikators, kas raksturo skābes veidot piesārņojošu vielu emisiju ietekmi uz vidi.

Eitrofikācijas potenciāls — indikators, kas raksturo ūdens kvalitātes pasliktināšanos, ko izraisa barības vielu uzkrāšanās ūdenī.

Šo rādītāju vērtības tiek noteiktas, pamatojoties uz šādiem piesārņotājiem: globālās sasilšanas potenciālu aprēķina, pamatojoties uz CO, CO2 un CH4 un mēra kgCO2eq, oksidācijas potenciālu - SO2, NOx un HCl un mēra kgSO2eq., eitrofikācijas potenciālu - PO4 , NH3 un NOx, un to mēra kg PO4eq.Katram piesārņojuma veidam ir savs īpatnējais svars.

Daudzi pētījumi ir parādījuši: elektroenerģijas iekārtas, kuru pamatā ir atjaunojamie enerģijas avoti, jo īpaši SFES un WPP, kā likums, enerģētiski un ekoloģiski efektīvāknekā neatjaunojamās enerģijas iekārtas.

Energoobjektu energoefektivitāte, kuras pamatā ir atjaunojamie enerģijas avoti (īpaši vēja un saules enerģija), pēdējo 5-10 gadu laikā ir būtiski pieaugusi.

Tabulā parādīti dažādu autoru iegūtie enerģijas atmaksāšanās periodu aprēķini dažāda veida sauszemes vēja elektrostacijām un SEP un dažādas jaudas HES. No tiem izriet, ka enerģijas atmaksāšanās laiks sauszemes vēja parkiem ir attiecīgi 6,6 līdz 8,5 mēneši, SFES 2,5–3,8 gadi un mazajām hidroelektrostacijām attiecīgi 1,28–2,71 gads.

Uz atjaunojamiem energoresursiem balstītu elektrostaciju enerģijas samaksas samazinājums ir saistīts ar to, ka pasaulē pēdējo 15-20 gadu laikā ir notikusi būtiska energoiekārtu un elementu ražošanas tehnoloģiju attīstība un pilnveidošana. energoiekārtām.

Šī tendence visskaidrāk ir izsekojama HES un HES, kuru dzīves cikla laikā lielāko enerģijas patēriņu veido galveno energoiekārtu (vēja turbīnu un fotoelektrisko pārveidotāju) ražošana.

Tā, piemēram, enerģijas patēriņa daļa hidroelektrostacijas galvenajām energoiekārtām ir aptuveni 70-85%, bet VUGD 80-90%.Ja mēs uzskatām hidroelektrostacijas un hidroelektrostacijas kā daļu no vēja un saules parkiem, tad enerģijas izmaksu komponentu īpatnējais svars šajā gadījumā nedaudz atšķirsies no dotajām vērtībām, jo ​​būs jāņem vērā enerģija. izmaksas par ražošanu no kabeļiem.

Uz AER balstītu energoobjektu ekonomiskās konkurētspējas palielināšanās, kā arī to augstāka energoefektivitāte un vides efektivitāte salīdzinājumā ar neatjaunojamajiem avotiem veicina uz AER balstītu energoobjektu arvien intensīvāku attīstību pasaulē.

Saskaņā ar prognozēm atjaunojamās enerģijas objektu, īpaši vēja un saules enerģijas, uzstādītā jauda pasaulē turpinās pieaugt gan īstermiņā, gan ilgtermiņā. Tāpat, saskaņā ar prognozēm, pasaulē pieaugs arī atjaunojamo energoresursu īpatsvars kopējā enerģijas ražošanā.

elektrostaciju aprites cikla energoefektivitātes un ekoloģisko raksturlielumu novērtējums. Šīs aplēses liecina par to enerģētikas objekti, kuru pamatā ir atjaunojamie enerģijas avoti (īpaši vēja elektrostacijas un VUGD), vairumā gadījumu ir enerģētiski un vides ziņā efektīvāki nekā neatjaunojamie enerģijas avoti.

Visefektīvāko elektroenerģijas iekārtu variantu izvēle Krievijā pašlaik tiek veikta, tikai pamatojoties uz ekonomiskās efektivitātes rādītājiem. Elektrostaciju, tajā skaitā uz atjaunojamo energoresursu bāzes, dzīves cikla energoefektivitātes un vides efektivitātes noteikšana netiek veikta, kas neļauj vispusīgi novērtēt to efektivitāti.

Krievijā ir liels skaits decentralizētu un energodeficītu reģionu un apgabalu ar vāju tīkla infrastruktūru, izsmeltiem enerģijas fondiem, bet ar lielu vēja, saules un cita veida atjaunojamās enerģijas potenciālu, kuru izmantošana ar visaptverošu Vispārējā novērtējumā, var izrādīties ne tikai ekonomiski, bet arī enerģētiski un vides ziņā efektīvāka nekā neatjaunojamo enerģijas avotu izmantošana.

Pamatojoties uz tehnisko zinātņu doktora rakstu, profesors G.I. Sidorenko "Par uz atjaunojamiem energoresursiem balstītu energoobjektu efektivitāti" žurnālā "Enerģētika: ekonomika, tehnoloģija, ekoloģija"