Procjena energetske učinkovitosti objekata temeljenih na obnovljivim izvorima energije

Trenutno se mnoge zemlje diljem svijeta sve više kreću prema načinima štednje resursa. Posljednjih godina mijenja se struktura proizvodnje energije u svijetu prema smanjenju udjela neobnovljive energije i povećanju udjela obnovljivi izvori energije (OIE)... Industrije OIE koje se najdinamičnije razvijaju su solarna energija i energija vjetra.

Tradicionalno se izdvajaju sljedeći razlozi koji pridonose razvoju obnovljivih izvora energije:

• ravnomjernija raspodjela na teritoriju planeta i, kao rezultat toga, njihova veća dostupnost;
• gotovo potpuno odsustvo emisija onečišćujućih tvari u okoliš tijekom rada (ne za sve vrste obnovljivih izvora energije);
• iscrpljivanje fosilnih resursa i neograničeni resursi za neke vrste obnovljivih izvora energije (vjetar i sunce);
• značajna poboljšanja u tehnologijama proizvodnje energije (osobito za solarnu energiju i energiju vjetra).

Razvoj obnovljivih izvora energije također je olakšan činjenicom da je trenutno više od 50 zemalja diljem svijeta usvojilo (dijelom i Rusija) i da su na snazi ​​zakone i vladine regulatorne mjere za potporu obnovljivoj energiji. Osim toga, važan čimbenik za razvoj obnovljivih izvora energije je smanjenje kapitalnih ulaganja u izgradnju elektroenergetskih objekata na njihovoj osnovi.

Najznačajnije smanjenje specifičnih kapitalnih ulaganja u građevinarstvu otpada na takve energetske objekte kao što su vjetroelektrane (HE) isolarne fotonaponske elektrane (SPPP)… Za objekte obnovljive energije kao što su hidroelektrane (HE), mali hidroelektrane (HE), geotermalne elektrane (GeoPP) ibioelektrane (BioTES), vrijednosti kapitalnih ulaganja su pale, ali ne značajno. Osim toga, posljednjih godina postoji tendencija smanjenja operativnih (tekućih) troškova isadašnja vrijednost električne energije (nivelirani trošak energije — LCOE).

Trenutno su objekti obnovljivih izvora energije pod određenim uvjetima ekonomski prilično konkurentni.

Razlozi ovako intenzivnog razvoja obnovljivih izvora energije, posebice energije vjetra i sunca, leže iu činjenici da se pristup ocjenjivanju učinkovitosti energetskih objekata u svijetu promijenio u smjeru višekriterijalnosti, težnja ka decentralizacija sustava opskrbe energijom i regionalni energetski razvoj, posebice temeljen na obnovljivim izvorima energije. …

U inozemnoj praksi, uz ekonomske pokazatelje, za ocjenu učinkovitosti elektroenergetskih objekata koriste se energetski i ekološki pokazatelji.

Kao energetski pokazatelji prihvaćeni su sljedeći: vrijeme povrata energije (EPBT) iomjer energetske učinkovitosti (povrat ulaganja (EROI)).

Razdoblje povrata energije označava vrijeme tijekom kojeg razmatrana elektrana proizvedenom energijom nadoknađuje energetske troškove svog stvaranja, rada i razgradnje.

Omjer energetske učinkovitosti je omjer energije proizvedene tijekom faze rada i energije potrošene tijekom životnog ciklusa elektrane, koji se sastoji od tri glavne faze: izgradnje, rada i razgradnje.

Glavni ekološki pokazatelji su:

• potencijal globalnog zatopljenja (GWP);
• oksidacijski potencijal (AP);
• Potencijal eutrofikacije (EP)

Potencijal globalnog zatopljenja — pokazatelj koji određuje stupanj utjecaja različitih stakleničkih plinova na globalno zatopljenje.

Oksidacijski potencijal — pokazatelj koji karakterizira utjecaj emisija onečišćujućih tvari koje mogu stvarati kiseline na okoliš.

Potencijal za eutrofikaciju — pokazatelj koji karakterizira pogoršanje kakvoće vode kao rezultat nakupljanja hranjivih tvari u vodi.

Vrijednosti ovih pokazatelja određuju se na temelju sljedećih onečišćujućih tvari: potencijal globalnog zagrijavanja izračunava se na temelju CO, CO2 i CH4 i mjeri se u kgCO2eq, oksidacijski potencijal — SO2, NOx i HCl i mjeri se u kgSO2eq., potencijal eutrofikacije — PO4 , NH3 i NOx i mjeri se u kg PO4eq.Svaka vrsta zagađivača ima svoju specifičnu težinu.

Brojne studije su pokazale: elektroenergetski objekti temeljeni na obnovljivim izvorima energije, posebno SFES i WPP, u pravilu, energetski i ekološki učinkovitijinego objekti neobnovljive energije.

Energetska učinkovitost energetskih objekata koji se temelje na obnovljivim izvorima energije (osobito energija vjetra i sunca) značajno je porasla u posljednjih 5-10 godina.

U tablici su prikazane procjene razdoblja povrata energije koje su dobili različiti autori za kopnene vjetroelektrane i SEP različitih tipova i HE različitih kapaciteta. Iz njih proizlazi da je razdoblje povrata energije za kopnene vjetroelektrane 6,6 do 8,5 mjeseci, SFES 2,5-3,8 godina, a male hidroelektrane 1,28-2,71 godinu.

Smanjenje termina plaćanja energije elektrana na obnovljive izvore energije posljedica je činjenice da je u svijetu u posljednjih 15-20 godina došlo do značajnog razvoja i unapređenja tehnologija za proizvodnju energetske opreme i elemenata. energetske opreme.

Ovaj trend je najjasnije vidljiv u HE i HE, za koje glavni udio potrošnje energije tijekom životnog ciklusa otpada na proizvodnju glavne energetske opreme (vjetroturbine i fotonaponski pretvarači).

Tako je, na primjer, udio potrošnje energije za glavnu energetsku opremu hidroelektrane oko 70-85%, a za SFES 80-90%.Ako hidroelektrane i hidroelektrane promatramo kao dio vjetroelektrana i solarnih parkova, tada će se specifična težina komponenti troškova energije u ovom slučaju malo razlikovati od zadanih vrijednosti, budući da će biti potrebno uzeti u obzir energiju troškovi za proizvodnju iz kablova.

Rastuća ekonomska konkurentnost energetskih objekata koji se temelje na OIE, kao i njihova veća energetska i ekološka učinkovitost u odnosu na neobnovljive izvore, pridonose sve intenzivnijem razvoju energetskih objekata iz OIE u svijetu.

Prema predviđanjima, instalirani kapaciteti obnovljivih izvora energije, posebice energije vjetra i sunca, u svijetu će se i kratkoročno i dugoročno nastaviti povećavati. Također, prema predviđanjima, udio obnovljivih izvora energije u ukupnoj proizvodnji energije također će rasti u svijetu.

energetska i ekološka procjena životnog ciklusa elektrana. Ove procjene to pokazuju energetski objekti temeljeni na obnovljivim izvorima energije (osobito vjetroelektrane i SFES) u većini su slučajeva energetski i ekološki učinkovitiji od neobnovljivih izvora energije.

Odabir najučinkovitijih opcija za elektroenergetske objekte u Rusiji trenutno se provodi samo na temelju pokazatelja ekonomske učinkovitosti. Utvrđivanje životnog ciklusa energetske i ekološke učinkovitosti elektrana, uključujući one koje se temelje na obnovljivim izvorima energije, ne provodi se, što ne omogućuje sveobuhvatnu ocjenu njihove učinkovitosti.

U Rusiji postoji veliki broj decentraliziranih i energetski deficitarnih regija i područja sa slabom mrežnom infrastrukturom, iscrpljenim energetskim fondovima, ali s velikim potencijalom vjetra, sunca i drugih vrsta obnovljivih izvora energije, čije korištenje, uz sveobuhvatnu ukupne ocjene, može se pokazati ne samo ekonomski, nego i energetski i ekološki učinkovitijim od korištenja neobnovljivih izvora energije.

Na temelju članka doktora tehničkih znanosti, profesora G.I. Sidorenko «O pitanju učinkovitosti energetskih objekata temeljenih na obnovljivim izvorima energije» u časopisu «Energetika: ekonomija, tehnologija, ekologija»