Возобновляемые источники энергии и их роль в электрификации страны
Характеристика состояния и перспектив развития возобновляемых источников энергии. Доля ветроэнергетики в общем производстве электроэнергии стран Евросоюза в 2012 и 2013 годах. Экономические и эксплуатационные показатели электростанций на биомассе.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.06.2018 |
Размер файла | 1015,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Возобновляемые источники энергии и их роль в электрификации страны
1.1 Общая характеристика состояния и перспектив развития с нашей точки зрения
Для начала выскажем мысль, что инновационная электроэнергетика не мыслима без значительной доли возобновляемой энергетики. Имеется в виду в основном фотоэлектрические станции (ФЭС), ветроэлектрические станции (ВЭС) и электростанции с использованием биомассы (Био ЭС). Поскольку на конец 2015 года суммарная мощность указанных электростанций в мире составила 766 ГВт, или 97,5 процентов от общей установленной мощности на базе ВИЭ - 785 ГВт. И нет оснований полагать, что какой-то иной вид электростанций на базе ВИЭ может существенно изменить эту тенденцию до 2030 года.
Следующий важнейший вопрос заключается в том, как будет развиваться возобновляемая энергетика в обозримый нами период до 2030 года. По данным [1] доля возобновляемых источников энергии в общем производстве электроэнергии на конец 2015 года составила 7,3%, а ГЭС - 16,4%. На долю невозобновляемых источников приходится 76,3% (Рис.1).
Рис. 1 - Оценка доли ВИЭ в общем производстве электроэнергии, 2015 г.
С большой вероятностью к 2030 году доля ВИЭ с ГЭС в производстве электроэнергии к 2030 году будет составлять около 50%.
Если это случится то на долю АЭС, угля, газа останется 50%, поскольку нефтепродукты будут занимать менее одного процента. Сейчас в мировом балансе их доля составила 4,3%. Учитывая, что АЭС претендует на долю в 15%, при существующих 10%, то в перспективе на уголь и газ придется порядка 35%. В настоящее время доля угля составляет 40%.
Отсюда следует неизбежный вывод, что в области производства электроэнергии нас ждут существенные изменения.
Возрастет кардинальным образом потребность к накопителям энергии, среди которых наиболее значимы: ГАЭС, аккумуляторы и конденсаторы. Причем роль этих устройств резко увеличится как в смысле обеспечения надежности электроснабжения отдельных потребителей (распределенная энергетика), так и в смысле экономичности и устойчивости функционирования энергосистем (снятие пиков графика нагрузки).
В свою очередь увеличение доли ВИЭ потребует существенного изменения релейной защиты на линиях электропередач и систем режимной автоматики. К примеру, ток короткого замыкания от фотоэлектрической станции всего лишь на 15% больше номинального тока.
В настоящее время на выходе большинства ветроустановок установлены инверторы, или преобразователи частоты, или асинхронизированные генераторы. При этом все генераторы рассчитаны на выдачу реактивной мощности равной активной. Это позволяет ветростанциям участвовать в регулировании напряжения в точке присоединения к энергосистеме и участвовать в демпфировании колебаний после коротких замыканий на линии. Такие натурные эксперименты уже проведены в США и Европе. При этом имеется достаточно много серьезных проработок и обоснований того, что к 2050 году доля ВИЭ достигнет 50%. Наиболее весомая из них изложена в книге, выпущенной в 2010 году, «100% renewable electricity. A roadmap to 2050 for Europe and North Africa» (100% электроэнергии от ВИЭ к 2050 году для Европы и Северной Африки). Авторы: Price water house Cooperc (RWHC), Potsdam Institute for Climate Impact Rescarch (PIC), International Institute for Applied Systems Analysis (IISA), European Climate Forum (ECF). Если этот проект удастся осуществить хотя бы наполовину, это будет серьезным шагом к 50 процентной доле ВИЭ. В докладе Мирового Ветроэнергетического Совета (Global Wind Energy Council) утверждается, что к 2030 году доля ветра в производстве электроэнергии достигнет 20%. По прогнозу International Renewable Energy Agency (IRENA) доля солнечной энергии в производстве электроэнергии может достигнуть 13%. Имея в виду, что доля ГЭС составляет 17%, получается, что суммарная доля трех источников составит 50%. И это не считая вклада биомассы. Так что высказанная выше предположение о 50% доле ВИЭ к 2050 году выглядит достаточно обоснованно.
1.2 Существующее состояние возобновляемой энергетики. Какова же стартовая позиция этого процесса?
Рассмотрим более подробно основные показатели возобновляемой энергетики на конец 2015 года и основные тенденции развития трех из них: ветроэнегетика, фотоэнергетика и биоэнергетика. (Табл.1) по данным REN21 [1].
Как видим, за период 2004 - 2015 годы мощность на базе ВИЭ возросла с 85 ГВт в 2004 году до 785 ГВт в 2015 году. Среднегодовой рост мощности к предыдущему году составил 22%, а увеличение мощности в 2015 году к 2014 году - 18%. По биоэнергетическим станциям аналогичные данные составили: рост мощности от 36 ГВт до 106 ГВт, среднегодовой рост - 10%, рост в 2015 году к 2014 году - 5%.
По фотоэлектрическим станциям: увеличение мощности с 2,6 ГВт до 224 ГВт, среднегодовой рост - 50%, рост в 2015 к 2014 - 28%.
Таблица 1 - Динамика показателей возобновляемой энергетики мира
Показатель |
Значение показателя по годам |
Среднегодовой % роста за 2004-2014/ 2004-2015 |
Увеличение в 2014 к 2013/2015 к 2014 г, % |
|||
2004 |
2014 |
2015 |
||||
Новые годовые инвестиции, млрд. дол. США |
45 |
273 |
285,9 |
19,62/18,34 |
16,37/4,7 |
|
Мощность на базе ВИЭ (без ГЭС), ГВт |
85 |
665 |
785 |
22,7/22,39 |
17,32/18,04 |
|
Мощность на базе ВИЭ (с ГЭС), ГВт |
800 |
1701 |
1849 |
7,9/7,9 |
8,49/8,7 |
|
Мощность гидростанций (ГЭС), ГВт |
715 |
1036 |
1064 |
3,97/3,7 |
3,63/2,7 |
|
Мощность на базе биомассы, ГВт |
<36 |
101 |
106 |
9,95/10,31 |
5,68/4,95 |
|
Производство электроэнергии на базе биомассы, ТВт·ч |
227 |
429 |
464 |
6,67/6,71 |
9,34/8,16 |
|
Мощность геотермальных электростанций, ГВт |
8,9 |
12,9 |
13,2 |
3,7/3,5 |
5,78/2,32 |
|
Мощность фотоэлектрических электростанций, ГВт |
2,6 |
177 |
227 |
52,5/50,1 |
28,26/28,25 |
|
Мощность солнечных термодинамических электростанций, ГВт |
0,4 |
4,3 |
4,8 |
27,1/25,34 |
29,41/11,63 |
|
Мощность ветростанций, ГВт |
48 |
370 |
433 |
22,65/22,13 |
15,99/17,03 |
|
Мощность солнечных водонагревательных систем, ГВт (тепл.) |
86 |
409 |
435 |
16,79/15,88 |
8,85/6,36 |
|
Годовое производство этанола, млрд. литров |
28,5 |
94,5 |
98,3 |
12,67/11,91 |
7,06/4,02 |
|
Годовое производство биодизеля, млрд. литров |
2,4 |
30,4 |
30,1 |
28,6/24,85 |
12,93/-1,0 |
|
Количество стран, с установленными целями по ВИЭ |
48 |
164 |
173 |
13,07/12,52 |
13,89/5,49 |
По ветростанциям: увеличение мощности - с 49 ГВт до 433 ГВт, среднегодовой рост - 22%, рост в 2015 к 2014 - 17%.
За период 2005 - 2015 годы производство электроэнергии в мире по данным ВР [2] увеличилось с 18358,1 ГВт•ч до 24097,7 ГВт•ч. Среднегодовой рост составил 5,59%. Рост в 2015 году к 2014 году (23893 ГВт•ч) составил - 0,85%.
Приведенные данные использованы в дальнейшем для составления прогноза доли производства электроэнергии на базе ВИЭ на период 2015 - 2030 годы.
Среди процессов в электроэнергетике мира следует отметить устойчивую тенденцию в странах Евросоюза, а именно - опережение роста установленной мощности ветростанций (первое место) и фотоэлектрических станций (второе место после газа) (рис. 2).
Рис. 2 - Генерирующая мощность, установленная в ЕС за период 1995-2015 г.г., МВт
За период 1995 - 2015 годы введены мощности на ВЭС - 137 ГВт, на станциях на газе - 120 ГВт, на ФЭС - 95 ГВт. А выведено из эксплуатации на АЭС ~ 12 ГВт, станциях на угле - 32 ГВт и станциях на нефтепродуктах - 39 ГВт [1]. Соответственно в балансе мощности ЕС за период 2000 - 2015 годы [3] доля угольных станций снизилась с 24,4% до 17,5%, доля АЭС с 22,6% до 13,2%, а доля ветра увеличилась с 2,4% до 15,6%. При этом доля ветра в производстве электроэнергии в Евросоюзе в 2015 г. составила 11,4%, а доля ветра по отдельным странам представлена в табл.2.
Таблица 2 - Доля ветроэнергетики в общем производстве электроэнергии стран Евросоюза в 2012 и 2013 годах
Страна |
Производство электроэнергии на ВЭС, ГВтч |
Общее производство электроэнергии, ГВтч |
Доля ветроэнергетики, % |
||
2013 |
2012 |
||||
Испания |
54 301 |
285 300 |
19,0 |
16,0 |
|
Германия |
53 400 |
633 600 |
8,4 |
11,0 |
|
Великобритания |
25 626 |
356 600 |
7,2 |
6,0 |
|
Франция |
15 900 |
568 300 |
2,8 |
3,0 |
|
Италия |
14 886 |
288 400 |
5,2 |
5,0 |
|
Португалия |
11 939 |
52 700 |
22,6 |
17,0 |
|
Дания |
11 105 |
34 600 |
32,1 |
27,0 |
|
Швеция |
9 900 |
160 400 |
6,2 |
5,0 |
|
Польша |
6 600 |
162 400 |
4,1 |
3,0 |
|
Нидерланды |
5 574 |
95 100 |
5,9 |
4,0 |
|
Ирландия |
5 000 |
25 300 |
19,8 |
13,0 |
|
Бельгия |
4 474 |
85 100 |
5,3 |
4,0 |
|
Румыния |
4 047 |
59 400 |
6,8 |
7,0 |
|
Греция |
3 500 |
58 300 |
6,0 |
6,0 |
|
Австрия |
2 882 |
67 700 |
4,3 |
4,0 |
1.3 Основные показатели и тенденции развития ветроэнергетики
По нормированной себестоимости производства электроэнергии на ВЭС и удельной стоимости установленной мощности по континентам и странам ветростанции сравнялись со многими видами традиционных электростанций и уверено превзошли угольные электростанции всех типов. За последнее пятилетие существенно вырос коэффициент использования установленной мощности, как правило, превысив 30% (табл.3) [1].
Первые 25 стран, в которых мощность ВЭС превысила 1 ГВт, представлена в табл.4. Как видим, в перечень входят развитые и развивающиеся страны, северные, южные и все континенты. Это является веским доказательством эффективности ветроэнергетики и перспективности ее дальнейшего развития.
В целом по ветроэнергетике отмечаются следующие тенденции:
На конец 2015 года установленная мощность ВЭС превысила 1 ГВт в 25 странах мира, в том числе в Европе в 17 странах.
Растет единичная мощность ВЭУ (ветротурбин). Самая мощная из действующих ветротурбин - 8 МВт. К 2020 году ожидается появление ветротурбин мощностью 10 МВт.
Стремительно растет мощность наземных ветростанций. Перечень ВЭС мощностью более 500 МВт содержат 22 ВЭС, самая мощная из них в Китае - 6800 МВт.
Стремительно развиваются морские ВЭС, называемые в зарубежной литературе оффшорными. Перечень таких ВЭС мощностью 200 и выше МВт содержит 25 станций, самая мощная находится в Великобритании - 630 МВт (сооружена в 2012 г.)
ВЭС активно участвуют в регулировании напряжения в энергосистеме и демпфируют колебания напряжения и мощности при коротких замыканиях в системе. Генераторы ВЭС рассчитываются на реактивную мощность, равную активной.
Энергетический срок окупаемости ВЭУ и ВЭС составляет от 0,5 до 0,9 года.
Таблица 3 - Экономические и эксплуатационные показатели наземных ветровых электростанций
Континенты и страны |
Нормированная себестоимость, $/кВт•ч |
Удельная стоимость, $/кВт |
КИУМ |
||||
диапазон |
Средне взвешенное значение |
диапазон |
Средне взвешенное значение |
диапазон |
Средне взвешенное значение |
||
Африка |
0,05 ч 0,115 |
0,075 |
1345 ч 2848 |
2080 |
0,214 ч 0,456 |
0,346 |
|
Азия |
0,05 ч 0,225 |
0,06 |
958 ч 2784 |
1280 |
0,172 ч 0,435 |
0,243 |
|
Центральная Америка |
0,075 |
0,075 |
1680 ч 2600 |
2268 |
0,296 ч 0,520 |
0,434 |
|
Евроазия |
0,075 ч 0,135 |
0,075 |
1550 ч 2651 |
1751 |
0,272 ч 0,35 |
0,344 |
|
Европа |
0,03 ч 0,125 |
0,0745 |
1353 ч 3652 |
1917 |
0,139 ч 0,412 |
0,277 |
|
Средний Восток |
0,75 ч 0,13 |
0,09 |
1983 ч 3148 |
2497 |
0,313 ч 0,390 |
0,372 |
|
Северная Америка |
0,03 ч 0,175 |
0,06 |
1275 ч 3181 |
1874 |
0,166 ч 0,516 |
0,352 |
|
Океания |
0,05 ч 0,125 |
0,1 |
1060 ч 3752 |
2533 |
0,275 ч 0,436 |
0,337 |
|
Южная Америка |
0,04 ч 0,11 |
0,065 |
994 ч 2903 |
1871 |
0,257 ч 0,534 |
0,426 |
|
Китай |
0,04 ч 0,075 |
0,055 |
1032 ч 1553 |
1251 |
0,221 ч 0,36 |
0,242 |
|
Индия |
0,065 ч 0,13 |
0,07 |
958 ч 1625 |
1228 |
0,172 ч 0,258 |
0,234 |
|
США |
0,03 ч 0,175 |
0,055 |
1496 ч 3000 |
1770 |
0,166 ч 0,608 |
0,358 |
Таблица 4 - Ранжировка первых 25 стран по установленной мощности ВЭС более 1 ГВт на конец 2015 года
Страна |
Мощность ВЭС |
Страна |
Мощность ВЭС |
|
Китай |
145,362 |
Турция |
4,694 |
|
США |
74,471 |
Австралия |
4,187 |
|
Германия |
44,947 |
Нидерланды |
3,431 |
|
Индия |
23,088 |
Мексика |
3,073 |
|
Испания |
22,025 |
Япония |
3,038 |
|
Великобритания |
13,603 |
Румыния |
2,976 |
|
Канада |
11,205 |
Ирландия |
2,486 |
|
Франция |
10,358 |
Австрия |
2,411 |
|
Италия |
8,958 |
Бельгия |
2,229 |
|
Швеция |
6,023 |
Греция |
2,151 |
|
Польша |
5,100 |
Южная Африка |
1,053 |
|
Португалия |
5,079 |
Финляндия |
1,0005 |
|
Дания |
5,063 |
|
1.4 Фотоэлектрические станции
Динамика роста мощности фотоэлектрических станций за период 2000 - 2015 годов представлена на рисунке 3 [1].
Рис. 3 - Динамика роста установленной мощности ФЭС в мире, ГВт
Как видим, установленная мощность возросла с 1,4 ГВт в 2000 году до 231 ГВт в 2015 году. Особенно бурный рост наблюдается в последние 5 лет [1].
Экономические и эксплуатационные характеристики фотоэлектрических станций представлены в табл.5 [1].
И если стоимость удельной мощности, в основном, сравнялась со стоимостью других электростанций, то КИУМ (12 - 20%) существенно ниже остальных электростанций, что и приводит к высокой нормированной себестоимости электроэнергии. И, тем не менее, это наиболее быстро развивающаяся отрасль возобновляемой энергии. Видимо, не последнюю роль играет простота устройства ФЭС, низкая стоимость обслуживания и перспектива повышения КПД модулей и снижение их стоимости. Уже в 2015 году стоимость кремниевого поликристаллического модуля составила 0,8 - 1,12 $США/Вт(пик), т.е. и снизилась по сравнению с 2000 годом в 4,5 раза (4 - 5 $ США /Вт(пик)).
Таблица 5 - Экономические и эксплуатационные показатели фотоэлектрических станций
Континенты и страны |
Нормированная себестоимость, $/кВт•ч |
Удельная стоимость, $/кВт |
КИУМ |
||||
диапазон |
Средне взвешенное значение |
диапазон |
Средне взвешенное значение |
диапазон |
Средне взвешенное значение |
||
Африка |
0,05 ч 0,115 |
0,075 |
1345 ч 2848 |
2080 |
0,214 ч 0,456 |
0,346 |
|
Азия |
0,05 ч 0,225 |
0,06 |
958 ч 2784 |
1280 |
0,172 ч 0,435 |
0,243 |
|
Центральная Америка |
0,075 |
0,075 |
1680 ч 2600 |
2268 |
0,296 ч 0,520 |
0,434 |
|
Евроазия |
0,075 ч 0,135 |
0,075 |
1550 ч 2651 |
1751 |
0,272 ч 0,35 |
0,344 |
|
Европа |
0,03 ч 0,125 |
0,0745 |
1353 ч 3652 |
1917 |
0,139 ч 0,412 |
0,277 |
|
Средний Восток |
0,75 ч 0,13 |
0,09 |
1983 ч 3148 |
2497 |
0,313 ч 0,390 |
0,372 |
|
Северная Америка |
0,03 ч 0,175 |
0,06 |
1275 ч 3181 |
1874 |
0,166 ч 0,516 |
0,352 |
|
Океания |
0,05 ч 0,125 |
0,1 |
1060 ч 3752 |
2533 |
0,275 ч 0,436 |
0,337 |
|
Южная Америка |
0,04 ч 0,11 |
0,065 |
994 ч 2903 |
1871 |
0,257 ч 0,534 |
0,426 |
|
Китай |
0,04 ч 0,075 |
0,055 |
1032 ч 1553 |
1251 |
0,221 ч 0,36 |
0,242 |
|
Индия |
0,065 ч 0,13 |
0,07 |
958 ч 1625 |
1228 |
0,172 ч 0,258 |
0,234 |
|
США |
0,03 ч 0,175 |
0,055 |
1496 ч 3000 |
1770 |
0,166 ч 0,608 |
0,358 |
Тенденции развития фотоэнергетики:
В 2014 году при общей мощности 183 ГВт доля стран и континентов распределялось следующим образом: Германия - 29%, Китай - 18%, остальная Европа - 18%, Япония - 13%, Северная Америка - 12%, Италия - 10%, остальной мир - 9%.
Общая установленная мощность фотоэлектрических станций всех типов на конец 2015 года составила 227 ГВт (пик). В этом году Китай вышел на первое место (43,5 ГВт (пик)), обогнав Германию (39,7 ГВт (пик)), лидировавшую по установленной мощности в течение 15 лет.
Растет мощность солнечных фотоэлектрических станций. На начало 2016 года перечень ФЭС мощностью 100 МВт и выше содержит 50 электростанций в 15 странах мира. При этом в США сооружено 18 таких ФЭС, Китае - 8, Индии - 6, Германии - 3, в остальных странах - одна - две ФЭС.
В связи с увеличением объема производства, повышения КПД всех видов модулей, совершенствования инверторов стремительно снижается удельная стоимость ФЭС. В лабораториях мира получили КПД кремниевых элементов монокристаллических - 25,6%, поликристаллических - 20,8%. За последние 5 лет тонкопленочные модули подешевели в 3 раза, а кристаллические - в 2,4 раза.
Срок энергетической окупаемости фотоэлектрических систем составляет от 0,7 до 2 лет в зависимости от технологии и места установки.
1.4 Электростанции на базе биомассы
Производство электроэнергии на базе биомассы в статистике отражается очень слабо. Видимо потому, что электроэнергия производится в основном по термодинамическому циклу.
Экономические и эксплуатационные показатели электростанций на биомассе представлены в табл.6.
Таблица 6 - Экономические и эксплуатационные показатели электростанций на биомассе
Континенты и страны |
Нормированная себестоимость, $/кВт•ч |
Удельная стоимость, $/кВт |
КИУМ |
||||
диапазон |
Средне взвешенное значение |
диапазон |
Средне взвешенное значение |
диапазон |
Средне взвешенное значение |
||
Африка |
0,03 ч 0,16 |
0,08 |
625 ч 5579 |
1654 |
0,454 ч 0,913 |
0,618 |
|
Азия |
0,03 ч 0,22 |
0,05 |
536 ч 6082 |
1486 |
0,202 ч 0,95 |
0,623 |
|
Центральная Америка |
0,04 ч 0,06 |
0,055 |
534 ч 7805 |
1021 |
0,225 ч 0,796 |
0,317 |
|
Евроазия |
0,55 ч 0,13 |
0,05 |
1344 ч 7106 |
1756 |
0,713 ч 0,958 |
0,831 |
|
Европа |
0,03 ч 0,2 |
0,07 |
507 ч 7957 |
3249 |
0,228 ч 0,933 |
0,835 |
|
Средний Восток |
0,03 ч 0,2 |
0,07 |
885 ч 4272 |
2895 |
0,291 ч 0,929 |
0,566 |
|
Северная Америка |
0,035 ч 0,14 |
0,075 |
510 ч 7641 |
3584 |
0,228 ч 0,958 |
0,847 |
|
Океания |
- |
- |
3852 ч 3851 |
3851 |
0,508 ч 0,506 |
0,507 |
|
Южная Америка |
0,35 ч 0,13 |
0,05 |
547 ч 7885 |
1662 |
0,206 ч 0,942 |
0,531 |
|
Китай |
0,03 ч 0,09 |
0,04 |
542 ч 6082 |
1576 |
0,206 ч 0,95 |
0,618 |
|
Индия |
0,03 ч 0,2 |
0,05 |
536 ч 5497 |
1112 |
0,202 ч 0,976 |
0,626 |
|
США |
0,035 ч 0,12 |
0,075 |
1062 ч 7641 |
4076 |
0,891 ч 0,958 |
0,93 |
Биоэнергетика характеризуется следующими показателями:
Электростанции на биомассе имеют самую низкую себестоимость электроэнергии (4-5 центов США/кВтч), сравнительно невысокую удельную стоимостью (1000-2000 $/кВт) и достаточно высокое значение коэффициента использования установленной мощности (0,8 и выше);
Широкое использование отходов лесозаготовки, лесопереработки, сельского хозяйства (прямое сжигание);
Широкое использование биогазовых технологий для утилизации отходов животноводства и перерабатывающих отраслей, а также получения биогаза на свалках (landfield gas);
Получение биоэтанола и биодизеля из целлюлозосодержащего сырья.
Все указанные выше технологии используются как для производства тепловой энергии, так и для производства электроэнергии.
2. Состояние возобновляемой энергии России
Практически по всем видам электростанций на базе ВИЭ, за исключением ветроустановок мощностью 50 кВт и выше, в России имеются разработки и единичные осуществленные проекты. Однако по масштабам использования Россия отстает от передовых стран на 15 - 20 лет. За период 2000 - 2014 годов доля ВИЭ, включая малые ГЭС, в общем производстве находится на уровне 0,5 - 0,6%. (табл.7).
И это при том, что за последние 10 лет вышло несколько Постановлений и Распоряжений Правительства РФ и подзаконных Актов Минэнерго России по развитию возобновляемой энергетики.
Таблица 7 - Выработка электрической энергии в России на базе возобновляемых источников энергии в 2000-2014 гг., включая малые ГЭС, млрд. кВт•ч
Период, годы |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
|
ВЭС |
0,003 |
0,004 |
0,007 |
0,009 |
0,014 |
0,010 |
0,008 |
0,007 |
0,005 |
0,004 |
0,004 |
0,005 |
0,004 |
0,004 |
0,004 |
|
ГеоТЭС |
0,06 |
0,09 |
0,15 |
0,31 |
395,1 |
0,39 |
0,46 |
0,48 |
0,46 |
0,46 |
0,47 |
0,47 |
0,48 |
0,44 |
0,45 |
|
МГЭС |
2,67 |
2,54 |
2,42 |
2,42 |
2,75 |
2,78 |
2,55 |
2,72 |
2,87 |
3,32 |
2,85 |
2,73 |
2,87 |
3,27 |
2,83 |
|
ТЭС на биомассе |
1,82 |
2,15 |
2,44 |
2,62 |
2,82 |
2,71 |
2,91 |
2,82 |
3,12 |
2,96 |
2,99 |
3,30 |
3,72 |
3,61 |
2,7 |
|
ИТОГО: |
4,55 |
4,79 |
5,02 |
5,36 |
5,98 |
5,89 |
5,93 |
6,03 |
6,46 |
6,75 |
6,32 |
6,50 |
7,07 |
7,32 |
5,98 |
|
Все ЭС России |
877,8 |
891,3 |
891,3 |
916,3 |
931,9 |
953,1 |
995,8 |
1015,3 |
1040,4 |
992,0 |
1038,4 |
1054,8 |
1069 |
1059 |
1064,2 |
|
Доля ВИЭ, % |
0,52 |
0,54 |
0,56 |
0,59 |
0,64 |
0,62 |
0,64 |
0,60 |
0,62 |
0,68 |
0,62 |
0,62 |
0,66 |
0,69 |
0,56 |
Ответим на часто возникающие вопросы.
Есть ли необходимость, условия и возможности решения проблемы развития возобновляющей энергетики России? Да, есть:
Спрос неотложный, но неплатежеспособный спрос населения, живущего в районах и местностях, не связанных с сетями общего пользования, особенно в северных и приравненных к ним территорий, местах проживания малочисленных народов Севера. По приблизительным оценкам это до 20 млн. человек. А также населения, живущего в зонах ненадежного энергоснабжения, в которых отключение электроэнергии в зимний период равносильно катастрофе.
Объем этой потребности не определен, необходимость его определения также неотложная.
Ресурсы ВИЭ определены, методики разработаны, требуются уточнения ресурсов биоэнергетики в связи с изменениями экономического состояния страны (ветер и солнце от него не зависят).
По самым скромным подсчетам ресурсов достаточно, чтобы производить 30% от общего производства электроэнергии.
Есть мощности для производства оборудования. Необходимо обеспечить трансферт технологий производства наземных ветроустановок.
Существует современная сеть подготовки инженерных-технических и научных кадров.
Проблемой является подготовка эксплуатационных кадров и организация сервисного обслуживания.
Основные барьеры и препятствия.
Отсутствие у руководства субъектов РФ средств для финансирования проектов сооружения электростанций на базе ВИЭ.
Нечетность и непоследовательность государственной политики. На 2020 год в 2009 году Распоряжением Правительства РФ устанавливалась доля ВИЭ в производстве электроэнергии 4,5% от общего производства. В 2013 году Распоряжением Правительства показатель снижен до 2,5%. Но и его достижение отдано фактически на самотек и уже сейчас ясно, что показатель достигнут не будет.
Отсутствуют государственные цели по производству тепловой энергии на базе ВИЭ, что для нашей страны особенно актуально.
Незавершенность законодательной базы, осложненной подзаконными актами, содержащими отдельные требования и фактически препятствующими становлению возобновляемой энергетики.
Отсутствие федерального органа исполнительной власти, ответственного за развитие возобновляемой энергетики.
Предложения по роли государства.
Без активной административной и финансовой помощи государства возобновляемая энергетика на первых порах развиваться не сможет. Отметим, что в России даже развитые отрасли: электроэнергетика, атомная энергетика, газовая промышленность ежегодно получают средства из федерального бюджета.
С целью выполнения распоряжений Правительства о доле ВИЭ в производстве электроэнергии и тепловой энергии установить дифференцированные задания субъектам РФ и энергетическим компаниям по вводу мощности на базе ВИЭ, обеспечив долю государственного финансирования не менее 25% от общей стоимости сооружения объекта.
Конкурсы и торги при сооружении объектов и проведения НИОКР превратились в рабочий инструмент коррупционеров. С таким механизмом новую энергетику не построить. Необходимо разработать антикоррупционную систему выбора подрядчика строительства (проведения НИОКР), установив право принятия решения за заказчиком и равную материальную ответственность заказчика и подрядчика за подлежащее выполнение контракта.
Стимулировать компании, сооружающие за собственные средства или применяющие долевое участие в сооружении объектов возобновляемой энергетики, например, путем пропорционального сокращения налоговых исчислений.
Не облагать налогом на имущество объекта возобновляемой энергетики по крайней мере до возмещения ими произведенных затрат на сооружение, а также научное оборудование учебных и научно-исследовательских институтов.
Еще раз о прогнозах развития.
Что день грядущий нам готовит? И какую угрозу можно ожидать от прогнозируемого развития мировой возобновляемой энергетики?
Существует прогноз МЭА 2011 года, предусматривающий три сценария: 1) «New Policies Scenario», 2) «Current Policies Scenario», 3) «450 Scenario».
По данным сценариям общее производство электроэнергии в 2020 году должно составить, соответственно, 27881 ТВт•ч - 285097 ТВт•ч - 26835 ТВт•ч, доля ВИЭ, соответственно, 2332 ТВт•ч или 8,4% - 2067 ТВт•ч или 7,2% - 2712 ТВт•ч или 10,1% [1].
Автором была рассчитаны также три сценария на период до 2015-2020 годы, отличающиеся среднегодовыми темпами роста общего производства и темпами роста установленной мощности отдельных видов ВИЭ. По общему производству электроэнергии получены данные: 26764 ТВт•ч (принят среднегодовой темп 2%), 27866 ТВт•ч (принят среднегодовой темп 2,6%), 28656 ТВт•ч (принят среднегодовой темп 3%), производству электроэнергии на базе ВИЭ: 2676 ТВт•ч - 3084 ТВт•ч - 3579 ТВт•ч.
При трех вариантах общего производства электроэнергии и трех вариантах производства на базе ВИЭ число сочетаний достаточно большое.
Взяв соответствующие значения, получим результаты доли ВИЭ к 2020 году: минимальная - 9,3%, средняя - 11,2% и максимальная - 13,4%.
Следует отметить, что IEA, учитывая данные за 2015 год, увеличила свой прогноз доли ВИЭ до 9%. Мы же настаиваем на 13% в 2020 году, учитывая, что возросла вероятность существенного замедления роста общего производства электроэнергии и ускорение развития возобновляемой энергетики. Как было показано выше, за период 2005 - 2015 годы среднегодовой темп общего производства электроэнергии составил 5,59%, а за последний год - 0,85%.
Тем не менее, в представленном в табл. 8 прогнозе принят темп роста общего производства электроэнергии за период 2015 - 2020 годы - 2,0%, с замедлением последующим пятилетиям до 2035 годы до 1,7% - 1,5 % - 1,3%.
Доля «Новых ВИЭ» - принят рост на 6 - 5% по пятилетиям, а доля ГЭС на 0,9% и менее.
энергия источник биомасса
Таблица 8 - Прогноз динамики доли ВИЭ на период до 2035 года, %
|
2015 |
2020 |
2025 |
2030 |
2035 |
||
ВИЭ |
Новые ВИЭ |
7,3 |
13 |
20 |
25 |
30 |
|
ГЭС |
16,4 |
17,3 |
17,9 |
18,3 |
18,5 |
||
Всего ВИЭ |
23,7 |
30,3 |
37,9 |
43,3 |
48,5 |
||
АЭС |
11 |
76,3 |
69,7 |
62,1 |
56,7 |
51,5 |
|
Уголь |
40 |
||||||
Газ |
21 |
||||||
Нефть |
4,3 |
||||||
Итого |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
||
Производство электроэнергии в мире |
|||||||
% ТВт•ч |
24097,7 |
2,0 26605,8 |
1,7 28945 |
1,5 31181 |
1,3 33261 |
Таким образом, по самым скромным подсчетам к 2030 году доля ВИЭ включая ГЭС превысит 40%. А достижения 50% возможно если в 2020 году доля ВИЭ превысит 13%.
Выводы
Неминуемо в скором времени сокращение экспорта энергоресурсов. Это еще одно доказательство необходимости развивать внутреннее потребление электроэнергии.
Необходимо развивать газо-нефте- и углехимическую промышленность, как средство сохранения рабочих мест в этих отраслях промышленности.
Развивать возобновляемую энергетику необходимо, не только как инновационную отрасль с большой социальной и экономической составляющей, но и как стимулятор развития электротехники, материаловедения, систем управления и передачи данных, машиностроения, станкостроения и других отраслей.
Дальнейшее отставание России в развитии возобновляемой энергетики приведет к снижению жизненного уровня сельского населения в целом, а также к снижению надежности электро- и теплоснабжения населения в зонах децентрализованного электроснабжения, в том числе в Арктической зоне и малых городах.
Технологии возобновляемой энергетики стали конкурентоспособными с традиционными технологиями энергетики.
Литература
1. REN 21. Renewables 2016. Global Status Report.
2. BP Statistical Review of World Energy. June 2016.
3. Wind in the European Union, 2014 (2015).
4. World Energy Outlook, 2011 IEA.
5. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива (показатели по территориям), под редакцией д.т.н. Безруких П.П., М.: «ИАЦ Энергия», 2007 - 207 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Виды нетрадиционных возобновляемых источников энергии, технологии их освоения. Возобновляемые источники энергии в России до 2010 г. Роль нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в реформировании электроэнергетического комплекса Свердловской обл.
реферат [3,1 M], добавлен 27.02.2010Классификация возобновляемых источников энергии. Современное состояние и перспективы дальнейшего развития гидро-, гелео- и ветроэнергетики, использование энергии биомассы. Солнечная энергетика в мире и в России. Развитие биоэнергетики в мире и в РФ.
курсовая работа [317,6 K], добавлен 19.03.2013Актуальность поиска нетрадиционных способов и источников получения энергии, в особенности возобновляемых. Эксплуатация малых гидроэлектростанций, развитие промышленной ветроэнергетики. Характеристика солнечных, приливных и океанических электростанций.
курсовая работа [487,3 K], добавлен 15.12.2011Характеристика возобновляемых источников энергии: основные аспекты использования; преимущества и недостатки в сравнении с традиционными; перспективы использования в России. Способы получения электричества и тепла из энергии солнца, ветра, земли, биомассы.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 30.07.2012Динамика развития возобновляемых источников энергии в мире и России. Ветроэнергетика как отрасль энергетики. Устройство ветрогенератора - установки для преобразования кинетической энергии ветрового потока. Перспективы развития ветроэнергетики в России.
реферат [3,4 M], добавлен 04.06.2015Использование возобновляемых источников энергии, их потенциал, виды. Применение геотермальных ресурсов; создание солнечных батарей; биотопливо. Энергия Мирового океана: волны, приливы и отливы. Экономическая эффективность использования энергии ветра.
реферат [3,0 M], добавлен 18.10.2013Создание институциональной базы в арабских странах. Инвестиционные возможности для развития возобновляемой энергетики. Стратегическое планирование развития возобновляемых источников энергии стран Ближнего Востока. Стратегии развития ядерной энергии.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 08.01.2017Ветроэлектростанции, их характеристики. Разновидности геотермальных электростанций, их применения в децентрализованных системах электроснабжения. Основные способы преобразования энергии биотопливa в электроэнергию. Классификация солнечных электростанций.
реферат [202,6 K], добавлен 10.06.2014Изучение опыта использования возобновляемых источников энергии в разных странах. Анализ перспектив их массового использования в РФ. Основные преимущества возобновляемых альтернативных энергоносителей. Технические характеристики основных типов генераторов.
реферат [536,4 K], добавлен 07.05.2009История использования и современные методы генерации электроэнергии из энергии ветра. Перспективы развития ветроэнергетики в мире, экономические и экологические аспекты, себестоимость электроэнергии. Проект "Джунгарские ворота" в Казахстане, его цель.
реферат [835,1 K], добавлен 01.03.2011Существующие источники энергии. Типы электростанций. Проблемы развития и существования энергетики. Обзор альтернативных источников энергии. Устройство и принцип работы приливных электростанций. Расчет энергии. Определение коэффициента полезного действия.
курсовая работа [82,0 K], добавлен 23.04.2016Альтернативные источники энергии. Понятие и экономические аспекты ветроэнергетики, мощность ветрогенератора. Приливная электростанция, энергия волн, приливов и течений. Типы солнечных электростанций, фотобатареи. Понятие геотермальной энергетики.
презентация [19,5 M], добавлен 16.03.2011Существующие источники энергии. Мировые запасы энергоресурсов. Проблемы поиска и внедрения нескончаемых или возобновляемых источников энергии. Альтернативная энергетика. Энергия ветра, недостатки и преимущества. Принцип действия и виды ветрогенераторов.
курсовая работа [135,3 K], добавлен 07.03.2016Проблемы развития и существования энергетики. Типы альтернативных источников энергии и их развитие. Источники и способы использования геотермальной энергии. Принцип работы геотермальной электростанции. Общая принципиальная схема ГеоЭС и ее компоненты.
курсовая работа [419,7 K], добавлен 06.05.2016Распространение солнечной энергии на Земле. Способы получения электричества из солнечного излучения. Освещение зданий с помощью световых колодцев. Получение энергии с помощью ветрогенераторов. Виды геотермальных источников энергии и способы ее получения.
презентация [2,9 M], добавлен 18.12.2013История рождения энергетики. Виды электростанций и их характеристика: тепловая и гидроэлектрическая. Альтернативные источники энергии. Передача электроэнергии и трансформаторы. Особенности использования электроэнергетики в производстве, науке и быту.
презентация [51,7 K], добавлен 18.01.2011Распределенное производство энергии как концепция строительства источников энергии и распределительных сетей. Факторы, стимулирующие развитие распределенной генерации. Возобновляемые источники энергии. Режимы работы автономных систем электроснабжения.
реферат [680,6 K], добавлен 27.10.2012Изучение истории рождения энергетики. Использование электрической энергии в промышленности, на транспорте, в быту, в сельском хозяйстве. Основные единицы ее измерения выработки и потребления. Применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
презентация [2,4 M], добавлен 22.12.2014Современные методы генерации и использование электричества из энергии ветра. Экономические и экологические аспекты ветроэнергетики, перспективы развития в РФ. Моделирование систем электроснабжения на базе дизель-генератора и ветроэлектрической установки.
дипломная работа [4,5 M], добавлен 29.07.2012История использования энергии ветра. Современные методы генерации электроэнергии, конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения. Мировые мощности ветряной энергетики, проблемы, экологические аспекты и перспективы развития.
реферат [580,7 K], добавлен 21.11.2010