Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Возобновляемая энергетика в современном мире

ВВЕДЕНИЕ

Природные возобновляемые источники энергии: биомасса (дрова, хворост), ветер, солнечное излучение, водные потоки наряду с мускульной силой людей и животных были основными источниками энергии, применяемыми человеком в натуральном хозяйстве на ранних этапах развития цивилизации. Однако технологии и соответствующие технические устройства для их использования (очаги, мельницы, сушилки и т.п.) в то время были примитивными и позволяли получать тепло и механическую энергию лишь в малых количествах и с низкой эффективностью.

Промышленная революция, начавшаяся в середине XIX в. и характеризовавшаяся переходом от ручного труда к машинному, базировалась в основном на сжигании угля и древесной биомассы, вклад которых в начале XX в. в структуру мирового потребления энергоресурсов достиг соответственно около 60 и 40 % [1].

Освоение технологий нефте- и газодобычи в XX в. стало приводить к постепенному снижению вкладов биомассы и угля в мировой энергетический баланс, и к началу 70-х годов прошлого века нефть стала основным энергоресурсом, используемым человечеством. Ее вклад в энергетический баланс в это время достиг исторического максимума (около 47 %). При этом относительная доля угля снизилась до 25 %, а биомассы — до 12 %. Оставшаяся часть баланса (около 16 %) стала покрываться все более широко используемым природным газом.

«Энергетический кризис» 70-х годов XX в. дал толчок к пересмотру энергетических стратегий развития многих стран. Стало ясно, что нефть не может составлять надежную долговременную основу для развития мировой энергетики и необходимо диверсифицировать используемые первичные источники энергии. Начавшееся активное развитие атомной энергетики в мире резко замедлилось в связи с Чернобыльской катастрофой (1986 г.) и другими авариями на атомных электростанциях. Ситуация усугубилась после крупной аварии на АЭС «Фукусима-1» (Япония), произошедшей в 2011 г.

Наряду с энергетическими проблемами в мире стала нарастать озабоченность уровнем воздействия человека на окружающую среду. В 1992 г. была принята Рамочная конвенция ООН об изменении климата (РКИК) [2], признавшая существование проблемы изменения климата, являющейся, по мнению ряда экспертов, в значительной мере результатом антропогенной деятельности. Во многих странах начались активные исследования и разработки по поиску новых более экологически безопасных источников энергии, к которым, в первую очередь, относятся природные ВИЭ, и технологий их преобразования.

Следует отметить, что наибольший интерес к ВИЭ, сопровождавшийся ростом финансирования исследований и разработок в этой области как из государственных бюджетов, так и частными компаниями, в том числе энергетическими, был проявлен странами, находящимися в сильной зависимости от импорта традиционных энергоресурсов (страны Европейского Союза, США, Япония, позднее Китай и др.). В относительно короткие сроки к началу нового века были достигнуты значительные успехи в коренном улучшении энергетических и технико-экономических показателей различных технологий преобразования ВИЭ в полезные для человека виды энергии: тепло, электроэнергию, холод, новые виды печного и моторного топлива. Многие технологии энергетического использования ВИЭ приблизились к порогу конкурентоспособности с традиционными технологиями, базирующимися на традиционных органических энергоресурсах, а в некоторых благоприятных условиях, практических приложениях и регионах превзошли этот порог. Вследствие интенсивных разработок и освоения промышленных технологий стоимость энергии и биотоплива, производимых с помощью ветроусгановок, фотоэлектрических преобразователей, солнечных тепловых, геотермальных и биоэнергетических установок, удалось снизить в разы (рис. В.1) [3].

В соответствии с результатами недавних обстоятельных исследований Международного агентства по возобновляемой энергетике [International renewable energy association (IRENA)] [4] некоторые технологии производства энергии с использованием ВИЭ достигли экономически конкурентоспособного уровня по отноше-

В.1. Тенденции изменения стоимости энергии, получаемой от различных возобновляемых источников (в ценах 2005 г.) [3]

Рис. В.1. Тенденции изменения стоимости энергии, получаемой от различных возобновляемых источников (в ценах 2005 г.) [3]

нию к традиционным технологиям на органическом топливе. Во многих регионах мира биоэнергетические установки, малые гидроэлектростанции, геотермальные и ветровые установки промышленного уровня (установленной мощностью более 1 МВт) стали способны производить электроэнергию по той же или более низкой стоимости, чем промышленные энергоустановки на горючих ископаемых (рис. В.2).

В.2. Приведенные затраты на производство энергии традиционными энергоустановками и энергоустановками на ВИЭ промышленного уровня

Рис. В.2. Приведенные затраты на производство энергии традиционными энергоустановками и энергоустановками на ВИЭ промышленного уровня (мощностью более 1 МВт) в 2010 и 2014 гг. (обобщенные по миру данные IRENA141)

Важно отметить, что приведенные затраты на производство электроэнергии на крупных фотоэлектрических станциях (ФЭС), построенных в 2014 г., по отношению к 2010 г. снизились почти в 2 раза, а на солнечных тепловых электростанциях с концентраторами солнечного излучения (СЭС) — в 1,5 раза, продолжилось снижение стоимости электроэнергии, генерируемой вновь сооруженными наземными и оффшорными ветроэлектростанциями (ВЭС). Многие биоэнергетические, малые гидро- и геотермальные энергоустановки в некоторых регионах мира стабильно конкурируют с традиционными энергоустановками.

Стоимость коммерческих фотоэлектрических модулей за последние 5 лет снизилась почти на 75 %, а удельные капитальные затраты на строительство ФЭС сократились на 30—60 %.

Стоимость электроэнергии, получаемой на новых наиболее эффективных фотоэлектрических станциях, без какой-либо финансовой поддержки проектов уменьшилась до 8 центов за 1 кВт • ч, в то время как стоимость энергии от крупных традиционных электростанций на органическом топливе, как правило, составляет 4,5—14 центов за 1 кВт • ч.

Оценки показывают, что в наиболее благоприятных климатических условиях и при наличии недорогих заемных финансовых ресурсов сегодня возможно создание солнечных фотоэлектрических электростанций, производящих электроэнергию стоимостью менее 6 центов за 1 кВт • ч, а также ветровых наземных ферм, вырабатывающих электроэнергию стоимостью менее 5 центов за 1 кВт • ч, без дополнительной финансовой поддержки проектов.

Перечисленные выше факторы дают основания рассматривать возобновляемую энергетику как один из ключевых трендов развития мировой энергетики, способных содействовать решению глобальных энергетических и экологических проблем человечества, обусловленных неуклонным ростом населения и растущим потреблением энергии, которое к 2020 г., по прогнозам, возрастет до 18—20 млрд т нефтяного эквивалента (т н. э.) в год [5] (1 т н.э. = = 44,76 ГДж или 107 ккал).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы