Роль поновлюваних джерел енергії в російській і європейській системах енергопостачання .

19.08.2015

Роль поновлюваних джерел енергії в російській і європейській системах енергопостачання

М. Н. Комолова. редактор журналу «Енергозбереження»

Розвинуті країни світу ведуть інтенсивний пошук альтернатив органічному паливу, одним з яких є використання відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Обсяг енергії, що виробляється в них з допомогою ВДЕ, в даний час вже перевищив 10 % від загального обсягу енергоспоживання. В Російській Федерації цей показник становить менше 1 %.

У Росії досить добре розвинені системи централізованого енергопостачання. Однак чимало територій, які знаходяться в зонах децентралізованого тепло — та електропостачання. Це віддалені райони Півночі і вся територія Крайньої Півночі, заселені острови, особливо охоронювані природні території та ін Як правило, в цих районах місцеві резерви викопного органічного палива обмежені, важко доступні або повністю відсутні, будівництво централізованих мереж энергопередачи економічно недоцільно, а часто технічно неможливо. Вироблення електро — та теплоенергії з урахуванням високих витрат на доставку палива призводить до неприйнятно високою вартості для населення і місцевої промисловості.

В країні поряд зі значними запасами викопного органічного палива є великі запаси відновлюваних паливних ресурсів і джерел енергії (геотермальної, сонячної, вітрової, океанічної, енергія біомаси та ін). Технічний потенціал ВДЕ складає близько 4,6 млрд т. у. т./рік, що в 5 разів перевищує обсяг споживання всіх паливно-енергетичних ресурсів Росії, а економічний потенціал визначений в 270 млн т. у. т. що складає близько 25 % від річного внутрішнього споживання енергоресурсів у країні [1]. Економічний потенціал ВДЕ постійно збільшується у зв’язку з безперервним подорожчанням традиційного органічного палива і супутніми його застосування проблемами забруднення навколишнього середовища. Разом з тим ВДЕ могли б внести вагомий вклад у вирішення наступних актуальних завдань [2]:

– електро — і теплопостачання автономних споживачів, розташованих поза систем централізованого енергопостачання;

– скорочення обсягів транспортування рідкого палива у важкодоступні райони і на Крайню Північ при одночасному підвищенні надійності енергопостачання;

– підвищення надійності енергопостачання населення і виробництва (особливо сільськогосподарського) у зонах централізованого енергопостачання (головним чином у дефіцитних енергосистемах) під час аварійних і обмежувальних відключень;

– скорочення шкідливих викидів від енергетичних установок в окремих містах і населених пунктах зі складною екологічною ситуацією, а також в місцях масового відпочинку населення.

Одним з пріоритетних напрямків «Енергетичної стратегії Росії до 2020 року», затвердженої розпорядженням Уряду РФ від 28 серпня 2003 року № 1234-р, є освоєння ВДЕ. Приклади ефективного застосування ВДЕ в країні є, але поки вони вирішують локальні, рідше регіональні, енергетичні проблеми. Не розроблено комплексний підхід до можливості більш масового застосування таких джерел енергії 1 .

В даний час готується проект «Російської програми розвитку поновлюваних джерел енергії» (РПРВИЭ), в якому активну участь беруть Мінекономрозвитку, Міністерство освіти і науки, Міністерство природних ресурсів, а також Глобальний екологічний фонд (ГЕФ). У грудні 2006 року група підготовки проекту РПРВИЭ завершила розгляд і прийняття результатів виконання другого етапу робіт за проектом, першим компонентом якого є аналіз російського і зарубіжного законодавства та розробка концепції нормативних документів, що регламентують використання ВДЕ в Росії, а також розробка концепції освоєння ВДЕ в Росії. У концепції проекту зазначено, що інтенсивне освоєння ВДЕ в Російській Федерації стримується низкою бар’єрів, до основних з яких відносяться:

1. Фінансові бар’єри:

– недолік внутрішнього та іноземного інвестиційного капіталу. Російські компанії, які зацікавлені у розвитку використання ВДЕ, мають обмежені власні фінансові ресурси та недостатній доступ до засобів фінансування інвестиційних проектів з використання ВДЕ. Участь зарубіжних капіталів частково стримується через нестійкого ділового клімату і нестабільних економічних умов, а частково через відсутність відповідної нормативно-правової бази та ефективної системи примусу виконання вимог законодавства;

– брак довгострокових кредитів на доступних умовах. Комерційні банки неохоче надають кредити, тому що повернення довгострокових інвестицій ризикований. Крім цього, фінансові установи не мають досвіду аналізу фінансових аспектів інвестицій у відновлювану енергетику. Зарубіжні довгострокові кредити коштують дорого з-за високого ризику, відчутного іноземними комерційними банками;

– витрати на підготовку інвестиційних проектів повинні бути понесені до відкриття фінансування по ньому без гарантії отримання коштів на здійснення проекту. При цьому відсутність демонстраційних проектів підвищує витрати, пов’язані з їх підготовкою;

– висока вартість спеціального обладнання, яка викликана тим, що у відсутність достатнього попиту воно виробляється в невеликих кількостях;

– відсутність федеральних механізмів фінансування, які необхідні, враховуючи технічну складність, високий рівень ризику і тривалість реалізації проектів з розвитку використання ВДЕ. Ситуація ускладнюється тим, що виробництво енергії з використанням викопного органічного палива значною мірою субсидується як прямо, так і опосередковано;

2. Інформаційні бар’єри:

– брак інформації про технології та можливості їх використання. Відсутня інформація про вже апробованих технологіях, що застосовуються для переведення наявних великих котелень, що працюють на викопному паливі, на використання різних видів ВДЕ;

– брак інформації про вигоди (фінансових, соціальних та екологічних), прибутковості інвестицій від використання ВДЕ;

– відсутність надійної інформації про запаси відновлюваної енергії. В даний час є лише попередні оцінки потенційно придатних для використання запасів відновлюваної енергії;

3. Інституційні бар’єри:

– недостатня законодавча база в сфері підтримки освоєння ВДЕ; неефективна система заходів примусу виконання екологічного законодавства, що не сприяє зростанню зацікавленості у розвитку використання більш екологічно чистих видів енергії, до яких належать ВДЕ;

– небажання органів місцевого самоврядування брати участь у фінансуванні інвестиційних проектів з освоєння ВДЕ, оскільки довгострокові вигоди важко звернути на користь собі в короткостроковій перспективі.

В Європі основним рушієм для розвитку ВДЕ технологій є існуюча система енергопостачання, що характеризується домінуючою часткою викопних видів палива, яке забезпечує майже 80 % енергетичної потреби, та високою залежністю від імпорту енергоносіїв. Важливою причиною, що стимулює перехід на альтернативні джерела енергії, є проблема глобальної зміни клімату.

Тільки істотний зсув у бік використання джерел відновлюваної енергії з одночасним підвищенням ефективності енергозбереження дозволить убезпечити систему енергопостачання в Європі. Тому у 1997 році ЄС встановив цілі в області використання відновлюваної енергії – в так званій «Білій книзі» з джерел відновлюваної енергії було визначено напрямок довгострокової політики, і поставлено мету подвоїти використання ВДЕ з 6 (рівень 2000 року) до 12% до 2010 року.

Виділені три основних сектори, де збільшення частки використання ВДЕ дозволить істотно змінити ситуацію:

– електропостачання;

– тепло — і холодопостачання будівель;

– виробництво біопалива.

Ці три сектори вносять великий внесок у стабільність, надійність і конкурентоспроможність енергопостачання, але промислова база, потреби, бар’єри зростання і необхідна законодавча база кожного сектора відрізняються фундаментально.

Встановлена «Білою книгою» завдання було занадто розмитою і спочатку не супроводжувалася необхідними законодавчими і допоміжними заходами.

Перший законодавчий акт в галузі відновлюваної енергії в галузі електроенергетики – Директива ЄС (2001) – був розроблений тільки через чотири роки після публікації «Білої книги». Минуло ще кілька років, перш ніж деякі передові країни прийняли цей закон не тільки на словах, але і в дії. Директива ЄС (2001) передбачала конкретні завдання в області частки відновлюваної енергії в електроенергетиці до 2010 року для кожної країни-члена ЄС. Передбачалося збільшити частку джерел відновлюваної енергії в електроенергетиці з 14 (1997 рік) до 22,1% до 2010 року. Після розширення Європейського Союзу загальну частку довелося знизити до 21 %. Заданий Директивою рівень ще можна досягти, якщо її положення будуть повністю перетворено в національні закони. Для цього річні темпи зростання використання відновлюваної енергії (без урахування гідроенергетики) 2 повинні залишатися на тому ж рівні, що і в останні роки. У деяких країнах ЄС вже помітні позитивні результати, і інші країни ЄС починають наслідувати їх приклад. Тому ще підтримується оптимістичну думку, що можна досягти заданої мети збільшення частки виробництва електроенергії з поновлюваних джерел до 21% до 2010 року.

Роль поновлюваних джерел енергії в російській і європейській системах енергопостачання .

Виробництво електроенергії від різних джерел енергії в ЄС

На малюнку показаний різке зростання в ЄС відновлюваної електроенергії порівняно з іншими новими технологіями. Як видно, в Європі відновлювана енергетика розвивається навіть швидше, ніж вугільна, нафтова чи атомна, справжній підйом стався саме після прийняття Директиви ЄС (2001).

Другим кроком було прийняття у 2003 році Європарламентом директиви «Про заходи щодо стимулювання використання біологічного палива та інших видів поновлюваного палива у транспортному секторі», тобто через два роки після Директиви ЄС (2001) з електропостачальною галузі. Це відставання, поряд з повільним і нерівномірним впровадженням положень цього закону серед країн-членів ЄС, є основною причиною затримок у досягненні поставлених завдань в цьому секторі. В цій Директиві закладена загальна для ЄС мета – збільшити частку біопалива до 5,75% до 2010 року. На відміну від Директиви з поновлюваних джерел енергії в електроенергетиці, Директива з біопалива не встановлює індивідуальні цілі для кожної країни ЄС – для кожної країни задана одна і та ж мета – 5,75 %. Для досягнення цієї мети загальні темпи зростання повинні збільшитися з поточних 35 % за останні три роки до 43 % у наступні роки. Враховуючи сьогоднішні ринкові реалії та збільшення використання біопалива в деяких основних країнах, ця мета є досяжною, навіть при зростанні загальної потреби в бензині і нафти.

Основним фактором, що затримує збільшення частки ВДЕ, є відсутність яких-небудь законодавчих пропозицій щодо використання ВДЕ в найбільш важливому секторі – тепло — і холодопостачання будівель. Якщо б у цій галузі була прийнята відповідна Директива, на сьогоднішній день Європа була б набагато ближче до поставленої мети. Відсутність законодавчої бази в даному секторі заважає подальшому розвитку ринку. При створенні політичної та законодавчої основи можна очікувати суттєвий внесок від ВДЕ у виробництво тепла, особливо в галузі використання біомаси, геотермальної енергії та сонячної радіації.

Мета, встановлена «Білою книгою», не може бути досягнута тільки за рахунок реалізації Директив ЄС (2001 і 2003). Основна частина повинна покриватися зростанням використання ВДЕ в секторі тепло — і холодопостачання будівель.

Очевидно, що істотне зростання частки використання відновлюваної енергії стався саме в секторах, для яких були розроблені певні законодавчі рамки і цілі. Це найуспішніший і виправдав себе підхід у вирішенні даної задачі. Хоча зростання ринку технологій використання ВДЕ для теплопостачання будівель досить значний, він міг би бути істотно вище.

Крім проблем в законодавчій сфері, необхідно розглянути існуючі методи розрахунків [3] та ведення статистики європейської бази даних, а саме, методи Євростат. Реальні дані і зростання використання поновлюваних джерел енергії виглядали б зовсім інакше, якби методи розрахунків були адаптовані відповідно до принципу заміщення.

У методиці Євростат величина первинної енергії для виробництва електрики, отриманої з різних джерел, визначається за допомогою коефіцієнта перетворення, встановленого для кожного джерела. Для атомної енергії, наприклад, використовується коефіцієнт 33 %, а для геотермальної енергії – 10 %. Це означає, що для атомної енергетики величина первинної енергії (primary energy value – PEV) приблизно в три рази перевищує значення виробленої електроенергії (electricity produced – EP) (PEV = EP/0,33), і в десять разів – для геотермальної енергії (PEV = EP/0,1). Для електрики, отриманого за рахунок гідро-, вітряної, сонячної й океанічної енергії, коефіцієнт перетворення приймається рівним 100 %, тобто первинна енергія цих джерел дорівнює виробленої від них електроенергії. Як наслідок, виходить, що для одного і того ж кількості електроенергії, виробленої, наприклад, атомної і гідроелектростанцією, величина атомної первинної енергії буде в три рази більше величини первинної гідроенергії. Подібний метод застосовується і Міжнародним енергетичним агентством (МЕА). При підрахунку за даною методикою у традиційних і атомних джерел енергії виявляється явна перевага, а такі джерела, як вітер, гідроенергетика та сонячна енергія, недооцінюються.

Згідно з принципом заміщення, первинна енергія, необхідна для виробництва електрики, отримана з альтернативних джерел (атомних, геотермальних, гідро-, вітряних, сонячних і океанічних), перераховується таким чином, щоб вона відповідала обсягу викопного палива, необхідного для вироблення еквівалентної кількості електроенергії. Викопні палива конвертуються в свій первинний енергетичний еквівалент за допомогою універсального коефіцієнта ефективності перетворення. Те ж саме робиться для інших джерел енергії. Зазвичай величина коефіцієнта приймається рівною 38,5 %, що відображає середню ефективність типовою теплоелектростанції. Цей метод використовувався в минулому як МЕА, так і Євростатом. Але сьогодні їм практично не користуються 3 .

Таблиця 1

Світове виробництво електроенергії*

Короткий опис статті: джерела енергії, Енергозбереження. СТАТТІ АВОК: енергозбереження, кондиціонер, інтелектуальні будівлі, вентиляція, опалення, теплопостачання, теплофізика, сантехніка, водопостачання, СНиП, МДБН, ГОСТ, мікроклімат в приміщенні, проектування, автоматизація, енергоефективні будівлі, електропостачання, теплоізоляція, газопостачання, енергоаудит, протидимний захист, холодопостачання, стандарти, трубопровідна арматура, теплолічильник, водолічильник, диспетчеризація, архітектура, огороджувальні конструкції, водоочищення, водопідготовка, вентиляція

Джерело: Роль поновлюваних джерел енергії в російській і європейській системах енергопостачання | АВОК

Також ви можете прочитати