WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Если рассмотреть инвестиции в основные фонды энергетики, то в 2007 году возобновляемая энергетика получила 23% всех мировых инвестиций в основные фонды (UNEP и др, 2008).

1.2 Сравнительно-географический анализ использования ВИЭ в странах с разным ресурсным потенциалом и условиями развития энергетики на ВИЭ Рассмотрен опыт развития возобновляемой энергетики некоторых стран:

Дании, Великобритании, Голландии, Германии, США, Китая (Табл. 1; Valle Costa, 2006; Lipp, 2007; Lehr, 2007; Schofer и др., 2006; Meyer, 2006; Keley, 2007;

Aleklett, 2006; Lin Gan, 2007). Выделены различные меры по стимулированию 7  развития использования ВИЭ: институциональные, финансовые и экономические, геоэкологические, включая сопоставление затрат и выгод и учет экологических издержек при строительстве объектов ВИЭ. Определено, что последовательная политика развития данной отрасли энергетики, например, в Дании, гораздо эффективнее непоследовательных действий со стороны правительств США. Среди мер финансового стимулирования развития возобновляемой энергетики самым эффективным является фиксированный тариф на энергию, как в Германии, Испании и Дании, где доля ВИЭ в общем энергопотреблении достигает 7,8; 8,7 и 17,1% соответственно (Le Journal des Energies Renouvelables, 2008). Проведен сравнительно-географический анализ использования ВИЭ в странах с разным ресурсным потенциалом и условиями развития энергетики на ВИЭ (Табл. 1) Таблица 1. Сравнение основных показателей развития возобновляемой энергетики в рассматриваемых государствах % ВИЭ от общего Фиксированные ВВП в энергопотребления тарифы/прямое долларах 2007 фактический/ субсидирование/зелёные США на цель к 2020 году сертификаты душу населения, Дания 17,1/30 +/-/+ 36 Великобритания 1.5/15 -/+/+ 34 Голландия 2,7/14 +/-/+ 36 Германия 7,8/18 +/+/- 31 США 5,3/- +-/+/+-1 44 Китай 8/15 +/+/- 7 По материалам Le Journal des Energies Renouvelable, 2008; Renewables, 2007;

UNdata, 2008.

1 В США существуют различия в законодательстве от штата к штату.

1.3 Применимость позитивного международного опыта использования ВИЭ для России Отставание России от мировых лидеров в рассматриваемой отрасли энергетики составляет около 15 лет. Это находит отражение в политике, технологии и уровне использования ВИЭ, а также в стратегическом планировании, которое способно решать эколого-географические проблемы регионального развития. Научно-технический и ресурсный потенциал нашей страны позволяет ей быть среди ведущих государств по возобновляемой энергетике (Безруких П.П. 2002, 2007, 2008; Атаев З.А., 2006; Гоголев Г.А., 2008).

Нами проведена оценка ресурсного потенциала и перспектив развития ВИЭ в отдельных регионах России и, в соответствии с ним, определены эколого8  географические основы развития использования ВИЭ в Российской Федерации (см. Главы 2 и 3). В данном разделе также подчеркнуто, что в настоящее время для развития ВИЭ в нашей стране и в ее отдельных регионах не созданы именно институциональные основы, что препятствует даже в исключительно перспективных для этого регионах, увеличению вклада ВИЭ в производство тепловой и электроэнергии. Показано, что для сокращения отставания и создания институциональных основ развития энергетики на ВИЭ в России следует: (1) принять рамочный федеральный закон о ВИЭ и региональные нормативные документы в данной области; (2) расширить исследования эколого-географических аспектов развития ВИЭ и возможных экологических последствий функционирования энергетических установок на ВИЭ для окружающей среды; (3) разработать национальную стратегию и план действий по развитию данной отрасли; (4) провести их независимую экологическую и экономическую экспертизу; (5) разработать и внедрить целевую программу просвещения населения и профессионального сообщества относительно проблем на мировых рынках разных энергоносителей, включая ВИЭ, и их влиянии на экономику страны; (6) ввести необходимые учебные программы и специальности для технических вузов, с целью подготовки профессиональных кадров, как это предусмотрено энергостратегией; (7) создать региональный кадастр ресурсов ВИЭ. В обществе существуют недопустимые заблуждения, что своим Северным положением Россия застрахована от глобального потепления, своими запасами энергоносителей от их оскудения в мировом масштабе и от роста цен.

Глава 2. География видов и технологий использования ВИЭ 2.1. Технологическая классификация видов ВИЭ Для рассмотрения технологий производства энергии из ВИЭ и выявления географических особенностей их современного размещения на территории Российской Федерации нами вводится технологическая классификация их ресурсов, представленная в Табл. 2. Эта оригинальная разработка представляет собой синтез современных знаний о ВИЭ и представлений об их отдельных видах, имеющихся в отечественной и зарубежной литературе (Безруких 2002, 2004, 2007, 2008; Поваров 2001; Environmental Policy, 2006; Renewable Energies – Innovations for the Future, 2006; Мировая энергетика, 2007; Энциклопедия климатических ресурсов, 2005).

2.2. Подходы и методы оценки ресурсов ВИЭ Существуют различные возможности оценки ресурсов, можно учитывать валовый (теоретический), технический (возможный) и экономический потенциал возобновляемых энергоресурсов. Валовый (теоретический) потенциал — это суммарная энергия, заключенная в данном виде энергоресурса.

Технический потенциал — это величина энергии, которая может быть получена 9  Таблица 2. Классификация ВИЭ и технологий их преобразования в энергию Технологии и Отрасли применения Области использования Виды ВИЭ масштабы ВИЭ ВИЭ использования ВИЭ Станции Подача установленной электроэнергии в Малая гидроэнергетика мощностью до 30 сеть и МВт индивидуальным Энергия водных потребителям потоков Станции Обеспечение установленной крупных объектов Большая гидроэнергетика мощностью более 30 промышленности и МВт ЖКХ Станции из одного Для обеспечения или двух-трёх электроэнергей Индивидуальная резервных индивидуальных ветрогенераторов потребителей Ветропарки, из Подача Энергия ветра четырёх и более электроэнергии в крупных сеть или обеспечение Промышленная ветрогенераторов, крупных объектов мощностью более промышленности, 100 КВт ЖКХ и пр.

Физическое Для получения Фотоэлектрическая преобразование электроэнергии и энергия света в подачи потребителям электроэнергию или в сеть.

Инженерная Для освещения, адаптация обогрева, Пассивная энергия Энергия солнца сооружений охлаждения помещений Использование Использование поступающего тепла тепловой энергии Тепловая энергия для нагрева воды, локальными приготовления пищи потребителями и т.п.

Менее 90-100оС Используется для Низкотемпературные получения тепла источники напрямую или тепловыми насосами Геотермальная От 90-100о до 150оС Используется для энергия, (по получения тепла Среднетемпературные Поваров, 2001) напрямую или тепловыми насосами Более 150оС Используется для Высокотемпературные производства электроэнергии Плотинные станции Подача Приливно-отливных Энергия морей электроэнергии в течений сеть 10  Бесплотинные Подача станции электроэнергии в сеть Различные типы Подача станций в электроэнергии в Волн разработке и сеть тестировании Различные типы Нет функциональных станций в прототипов Течений разработке и тестировании Различные типы Нет функциональных Разницы температур станций в прототипов верхних и нижних слоев разработке и воды тестировании Биодизель – Используется в производится из чистом виде и в масличных культур смеси с минеральным дизельным топливом Биоэтанол – Используется либо в производится из чистом виде, либо в сахаристых культур смесях с бензином в двигателях Жидкая форма внутреннего сгорания Биотопливо второго В разработке.

и третьего Топливные продукты поколений более высокой степени переработки растительного сырья, в частности Энергия древесины биомассы Дрова – прямое Бытовое применение сжигание биомассы для обогрева и приготовления пищи Пеллеты - Системы контролируемое индивидуального и сжигание центрального Твердая форма спрессованных отопления брикетов биомассы (дерева, соломы и т.

п.) даёт более высокое КПД, чем её прямое сжигание Биогаз - получают Используют в быту при анаэробном или при Газообразная форма сбраживании производстве биомассы тепловой и электроэнергии 11  из данного вида энергоресурса при существующем развитии науки и техники.

Он составляет от доли процента до десятка процентов от валового, но постоянно увеличивается по мере развития производства оборудования и освоения новых технологий. Экономический потенциал — это величина энергии, получение которой из данного вида ресурса экономически выгодно при существующем соотношении цен на оборудование, материалы и рабочую силу (Безруких, 1994).

Для оценки ресурсов в данной работе был выбран технический потенциал, т.к.

он не подвержен таким резким изменениям, как экономический, и гораздо ближе к реальности использования, чем валовый показатель. Апробация выбранных подходов и методов проведена при анализе технологий получения ветровой, солнечной, морской, биологической, геотермальной, и гидроэнергии, а так же их прогресса, влияющего на изменение КПД, удельной стоимости и технического потенциала.

С позиций технологий использования ВИЭ важно разделять тепловую и электрическую энергию, т.к. некоторые виды ВИЭ можно преобразовывать напрямую в ту или иную энергию. В наших исследованиях к ресурсам для электроэнергетики отнесены ветровая, малая гидро- и солнечная энергетика, (только солнечная электроэнергетика). Применение геотермальной энергии для получения электроэнергии возможно только в очень ограниченных районах, поэтому её пименение рассмотрено в контексте тепловой энергии.

Биологическая энергетика, отнесена к тепловой энергетике, так как в нашей стране для производства электроэнергии биомасса не используется, а производство биотоплива и биогаза незначительно. К тепловым ВИЭ отнесены солнечная (её часть, использующая прямую солнечную радиацию для обогрева воды), био-, геотермальная энергетика и низкопотенциальное тепло земли.

Проблемы морской энергетики не рассматривались, из-за отсутствия промышленных технологий.

Уровень развития технологий получения энергии из ВИЭ весьма не равномерен, как и ожидания и прогнозы по их дальнейшему развитию. Такие технологии, как ветровая и гидроэнергетика уже достигли уровня крупномасштабного промышленного освоения, гелиоэнергетика определённо стоит на пороге технологического и коммерческого прорыва, а получение морской энергии в лучшем случае находится на стадии тестирования технологических образцов. Главным препятствием на пути развития широкомасштабного использования ВИЭ служит непостоянность их потока в среде и, следовательно, флуктуации в генерации электроэнергии с этим можно бороться либо с помощью комплексного использования ВИЭ, либо накапливая энергию. С учётом ГЭС абсолютный показатель производства электроэнергии из ВИЭ в среднем по миру в 2005 г. составил 18%, но в других отраслях энергетики доля ВИЭ скромнее - менее 3% в отоплении (исключая традиционное сжигание биомассы) и 1% на транспорте. К 2030 году МЭА прогнозирует рост доли ВИЭ до 29%, а к 2050 до 50% (International Energy Agency, 2008), существуют и более аггресивные прогнозы.

12  Преобразование ветра в электроэнергию является второй технологией получения электроэнергии из ВИЭ, достигнувшей стадии промышленного использования после гидроэнергетики. Лучшие ветропарки стали конкурентоспособными по ценам сравнительно недавно, в начале 2000х годов, а их основная масса до сих пор требует незначительной политической поддержки, тем не менее, рост установленных мощностей превысил все ожидания (рис. 1). В 2004 году установленная мощность ВЭС в Европе перегнала самый крупный в СССР Ангаро-Енисейский каскад ГЭС (25 ГВт), а в 2007 году превысила сумму установленных мощностей 5 крупнейших каскадов СССР (47,5 ГВт) и достигла 48,5 ГВт (Wind Power Monthly, 2002-2008). Коммерческое технологическое использование ВЭС возможно в районах с преобладанием сильных стабильных ветров со скоростями более 6 м/с. Следовательно, предпочтительными территориями для развития ветровой энергетики являются равнинные районы с минимальным растительным покровом. Традиционно ветровая энергетика развивается в прибрежных районах, где стабильные ветры дуют с моря.

Тенденции последних лет продемонстрировали целесообразность вывода ветропарков на шельф на расстояния до 50-70 км от берега. Это обусловлено, как физико-географическими причинами – наличием стабильных ресурсов, низкой турбулентностью потоков ветра, так и социально-географическими причинами – густая заселённость прибрежных территорий и оппозиция местных жителей строительству ветряков.

Один из наиболее дорогих способов получения энергии – преобразование солнечного излучения в электрическую энергию (график роста установленных мощностей на рис. 1). Приход солнечной радиации зависит, главным образом, от широты места. Россия расположена между 41 и 82 градусами северной широты, и величина прихода солнечной радиации на ее территории существенно варьируется. Солнечная радиация в отдаленных северных районах составляет 810 кВт-ч/м2 в год, тогда как в южных районах она превышает 1400 кВт-ч/м2 в год. Уровни солнечной радиации демонстрируют значительные сезонные и регулярные суточные колебания. Например, на широте 55 градусов солнечная радиация составляет в январе 1,69 кВт-час/м2 в день, а в июле - 11,41 кВт-час/мв день (Энциклопедия климатических ресурсов РФ, 2005). Кроме широты показатели прихода солнечной радиации зависят от погодных условий и рельефа. Основные технологии получения электроэнергии из солнечного излучения используют рассеянное и прямое излучение, исключение составляют концентраторные и тепловые элементы, которые используют только прямое излучение, солнечные коллекторы тоже собирают тепло исключительно при прямом излучении. Фотоэнергетика обладает наибольшими темпами прироста, как физических установленных мощностей, так и инвестиций, она имеет ряд преимуществ, на которые редко обращают внимание. Срок службы кремниевых солнечных батарей более 30 лет, после 20 лет они постепенно начинают терять КПД, но продолжают служить не одно поколение, при этом они требуют минимального обслуживания, что очень сильно снижает реальную стоимость 13  энергии, срок службы преобразователей сделанных по другим технологиям пока плохо определён, но составляет не менее 30 лет. Солнечная энергия проигрывает, только при принятых сейчас краткосрочных экономических расчётах. Кроме этого, солнечные батареи выдают в сеть энергию в момент пикового потребления – днём. Этот факт важен при планировании развития сетей и строительства резервных мощностей.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»