Taastuvatel energiaallikatel põhinevate rajatiste energiatõhususe hindamine

Praegu liiguvad paljud riigid üle maailma üha enam ressursside säästmise viiside poole. Viimastel aastatel on maailmas energiatootmise struktuur muutunud mittetaastuvenergia osakaalu vähenemise ja energiatootmise osakaalu suurenemise suunas. taastuvad energiaallikad (RES)... Kõige dünaamilisemalt arenevad taastuvenergia tööstused on päikese- ja tuuleenergia.

Traditsiooniliselt eristatakse järgmisi põhjuseid, mis soodustavad taastuvate energiaallikate arendamist:

• ühtlasem jaotus planeedi territooriumil ja sellest tulenevalt nende suurem kättesaadavus;
• peaaegu täielik saasteainete heidete puudumine töötamise ajal keskkonda (mitte kõigi taastuvate energiaallikate puhul);
• fossiilsete ressursside ja teatud tüüpi taastuvate energiaallikate (tuule- ja päikeseenergia) piiramatud ressursside ammendumine;
• energiatootmistehnoloogiate (eriti päikese- ja tuuleenergia) olulised täiustused.

Taastuvate energiaallikate arendamist soodustab ka asjaolu, et praegu on üle 50 riigi üle maailma vastu võtnud (osaliselt Venemaal) ja kehtivad taastuvenergiat toetavad seadused ja valitsuse reguleerivad meetmed. Lisaks on taastuvate energiaallikate arendamise oluliseks teguriks kapitaliinvesteeringute vähendamine nendel põhinevate elektriobjektide rajamisel.

Konkreetsete kapitaliinvesteeringute kõige olulisem vähenemine ehitusse langeb sellistele elektrirajatistele nagu tuuleelektrijaamad (HP) jafotogalvaanilised päikeseelektrijaamad (SPPP)… Taastuvenergia rajatiste jaoks nagu hüdroelektrijaamad (HP), väike hüdroelektrijaamad (HEJ), geotermilised elektrijaamad (GeoPP) jabioelektrijaamad (BioTES), kapitaliinvesteeringute väärtused langesid, kuid mitte oluliselt. Lisaks on viimastel aastatel olnud tendents vähendada tegevus(jooksvaid) kulusid jaelektri nüüdisväärtus (tasandatud energiakulu – LCOE).

Praegu on taastuvenergia rajatised teatud tingimustel majanduslikult üsna konkurentsivõimelised.

Taastuvate energiaallikate, eriti tuule- ja päikeseenergia nii intensiivse arendamise põhjused peituvad ka selles, et energiaobjektide efektiivsuse hindamise käsitlus on maailmas muutunud multikriteeriumi suunas, kaldutakse energiavarustussüsteemide detsentraliseerimine ja piirkondlik energiaarendus, eelkõige taastuvatel energiaallikatel põhinev. …

Välispraktikas kasutatakse elektrijaamade efektiivsuse hindamiseks koos majandusnäitajatega ka energia- ja keskkonnanäitajaid.

Energiaindikaatoritena aktsepteeritakse järgmist: energia tasuvusaeg (EPBT) jaenergiatõhususe suhe (investeeringutasuvus (EROI)).

Energia tasuvusaeg näitab aega, mille jooksul kõnealune elektrijaam toodetud energiaga kompenseerib selle loomise, käitamise ja dekomisjoneerimise energiakulud.

Energiatõhususe koefitsient on tööfaasis toodetud energia suhe elektrijaama elutsükli jooksul tarbitud energiasse, mis koosneb kolmest põhietapist: ehitamine, käitamine ja dekomisjoneerimine.

Peamised keskkonnanäitajad on:

• globaalse soojenemise potentsiaal (GWP);
• oksüdatsioonipotentsiaal (AP);
• Eutrofeerumispotentsiaal (EP)

Globaalse soojenemise potentsiaal — indikaator, mis määrab erinevate kasvuhoonegaaside mõju ulatuse globaalsele soojenemisele.

Oksüdatsioonipotentsiaal — näitaja, mis iseloomustab happeid moodustavate saasteainete heitkoguste mõju keskkonnale.

Eutrofeerumise potentsiaal — indikaator, mis iseloomustab vee kvaliteedi halvenemist toitainete vette kuhjumise tagajärjel.

Nende näitajate väärtused määratakse järgmiste saasteainete põhjal: globaalse soojenemise potentsiaal arvutatakse CO, CO2 ja CH4 põhjal ning mõõdetakse kgCO2eq, oksüdatsioonipotentsiaal — SO2, NOx ja HCl ning mõõdetakse kgSO2eq., eutrofeerumispotentsiaal — PO4, NH3 ja NOx ning seda mõõdetakse kg PO4ekv.Igal saasteaine tüübil on oma erikaal.

Paljud uuringud on näidanud: taastuvatel energiaallikatel põhinevad elektrirajatised, eriti SFES ja WPP reeglina, energia ja ökoloogiliselt tõhusamkui taastumatu energiarajatised.

Taastuvatel energiaallikatel (eelkõige tuule- ja päikeseenergia) põhinevate energiaobjektide energiatõhusus on viimase 5-10 aastaga oluliselt tõusnud.

Tabelis on toodud erinevate autorite hinnangud energia tasuvusaegade kohta, mis on saadud eri tüüpi maismaatuuleelektrijaamade ja eri tüüpi maatuuleelektrijaamade ning erineva võimsusega HEJde kohta. Nendest järeldub, et maismaatuuleparkide energia tasuvusaeg on vastavalt 6,6–8,5 kuud, SFES-il 2,5–3,8 aastat ja väikehüdroelektrijaamadel 1,28–2,71 aastat.

Taastuvatel energiaallikatel põhinevate elektrijaamade energiatasu vähenemine on tingitud asjaolust, et maailmas on viimase 15-20 aasta jooksul oluliselt arenenud ja täiustatud energiaseadmete ja -elementide tootmise tehnoloogiaid. energiaseadmetest.

See suundumus on kõige selgemini jälgitav HEJ-des ja HEJ-des, mille puhul langeb põhiosa elutsükli jooksul energiatarbimisest peamiste energiaseadmete (tuulikud ja fotogalvaanilised muundurid) tootmisele.

Nii on näiteks hüdroelektrijaama peamiste energiaseadmete energiatarbimise osakaal umbes 70-85% ja SFES-i jaoks 80-90%.Kui arvestada hüdroelektrijaamu ja hüdroelektrijaamu tuule- ja päikeseparkide osana, siis energiakulude komponentide erikaal erineb antud juhul veidi etteantud väärtustest, kuna on vaja arvestada energiakulu. kaablitest tootmise kulud.

TA-l põhinevate energiaobjektide majanduse konkurentsivõime kasv ning nende kõrgem energia- ja keskkonnatõhusus võrreldes taastumatute allikatega aitab kaasa taastuvenergial põhinevate energiaobjektide üha intensiivsemale arengule maailmas.

Prognooside kohaselt jätkab taastuvenergiaobjektide, eelkõige tuule- ja päikeseenergia installeeritud võimsus maailmas nii lühi- kui ka pikemas perspektiivis kasvu. Samuti suureneb prognooside kohaselt maailmas ka taastuvate energiaallikate osakaal energia kogutoodangus.

elektrijaamade olelusringi energia- ja keskkonnamõju hindamine. Need hinnangud näitavad seda taastuvatel energiaallikatel põhinevad energiarajatised (eelkõige tuuleelektrijaamad ja SFES) on enamikul juhtudel energeetiliselt ja keskkonnasäästlikumad kui mittetaastuvad energiaallikad.

Venemaa elektrirajatiste kõige tõhusamate võimaluste valimine toimub praegu ainult majandusliku efektiivsuse näitajate alusel. Elektrijaamade, sh taastuvatel energiaallikatel põhinevate elektrijaamade olelusringi energia- ja keskkonnatõhususe määramist ei teostata, mis ei võimalda nende efektiivsust terviklikult hinnata.

Venemaal on suur hulk detsentraliseeritud ja energiapuudulikke piirkondi ja piirkondi, kus on nõrk võrguinfrastruktuur, ammendunud energiafondid, kuid millel on suur tuule-, päikese- ja muud tüüpi taastuvenergia potentsiaal, mille kasutamine on terviklik. Üldhinnangu kohaselt võib see osutuda mitte ainult majanduslikult, vaid ka energeetiliselt ja keskkonna seisukohalt tõhusamaks kui taastumatute energiaallikate kasutamine.

Tehnikateaduste doktori artikli põhjal on professor G.I. Sidorenko "Taastuvatel energiaallikatel põhinevate energiarajatiste tõhususe teemal" ajakirjas "Energia: majandus, tehnoloogia, ökoloogia"