Atsinaujinančių energijos šaltinių pagrindu veikiančių objektų energetinio efektyvumo vertinimas

Šiuo metu daugelis pasaulio šalių vis labiau pereina prie išteklių taupymo būdų. Pastaraisiais metais energijos gamybos struktūra pasaulyje keitėsi link neatsinaujinančios energijos dalies mažėjimo ir didėjimo. atsinaujinantys energijos šaltiniai (AEI)... Dinamiškiausiai besivystančios AEI pramonės šakos yra saulės ir vėjo energija.

Tradiciškai išskiriamos šios priežastys, prisidedančios prie atsinaujinančių energijos šaltinių plėtros:

• tolygesnis pasiskirstymas planetos teritorijoje ir dėl to didesnis jų prieinamumas;
• beveik visiškas teršalų išmetimo į aplinką nebuvimas eksploatacijos metu (ne visų tipų atsinaujinantiems energijos šaltiniams);
• iškastinių išteklių išeikvojimas ir neriboti kai kurių rūšių atsinaujinančių energijos šaltinių (vėjo ir saulės) ištekliai;
• ženkliai patobulintos energijos gamybos technologijos (ypač saulės ir vėjo energijai).

Atsinaujinančių energijos šaltinių plėtrą palengvina ir tai, kad šiuo metu daugiau nei 50 pasaulio šalių yra priėmusios (iš dalies Rusijoje) ir galioja įstatymus bei vyriausybės reguliavimo priemones, remiančias atsinaujinančią energiją. Be to, svarbus atsinaujinančių energijos išteklių plėtros veiksnys yra kapitalo investicijų į jais paremtų energetikos objektų statybą mažinimas.

Labiausiai specifinių kapitalo investicijų į statybą sumažėjimas tenka tokiems energetikos objektams kaip vėjo jėgainės (HE) irsaulės fotovoltinės elektrinės (SPPP)… Atsinaujinančios energijos objektams, pvz hidroelektrinės (HE), mažas hidroelektrinės (HE), geoterminės elektrinės (GeoPP) irbioelektrinės gamyklos (BioTES), kapitalo investicijų vertės sumažėjo, bet nežymiai. Be to, pastaraisiais metais pastebima tendencija mažinti veiklos (einamąsias) išlaidas irdabartinė elektros energijos vertė (išlygintos energijos sąnaudos – LCOE).

Šiuo metu atsinaujinančios energijos objektai tam tikromis sąlygomis yra ekonomiškai gana konkurencingi.

Tokios intensyvios atsinaujinančių energijos šaltinių, ypač vėjo ir saulės energijos, plėtros priežastys slypi ir tame, kad požiūris į energetikos objektų efektyvumo vertinimą pasaulyje pasikeitė daugiakriterine kryptimi, pastebima tendencija energijos tiekimo sistemų decentralizavimas ir regioninė energetikos plėtra, ypač pagrįsta atsinaujinančiais energijos šaltiniais. …

Užsienio praktikoje elektros energetikos objektų efektyvumui įvertinti kartu su ekonominiais rodikliais naudojami energetikos ir aplinkosaugos rodikliai.

Energijos rodikliais laikomi šie: energijos atsipirkimo laikas (EPBT) irenergijos vartojimo efektyvumo koeficientas (investicijų grąža (EROI)).

Energijos atsipirkimo laikotarpis nurodo laiką, per kurį nagrinėjama elektrinė su pagaminta energija kompensuoja jos sukūrimo, eksploatavimo ir eksploatavimo nutraukimo energijos sąnaudas.

Energijos vartojimo efektyvumo koeficientas – tai eksploatacijos fazės metu pagamintos energijos ir per visą elektrinės gyvavimo ciklą sunaudotos energijos santykis, susidedantis iš trijų pagrindinių etapų: statybos, eksploatavimo ir eksploatavimo nutraukimo.

Pagrindiniai aplinkosaugos rodikliai yra šie:

• globalinio atšilimo potencialas (GWP);
• oksidacijos potencialas (AP);
• Eutrofikacijos potencialas (EP)

Visuotinio atšilimo potencialas — rodiklis, nustatantis įvairių šiltnamio efektą sukeliančių dujų poveikio visuotiniam atšilimui laipsnį.

Oksidacijos potencialas — rodiklis, apibūdinantis teršalų, galinčių sudaryti rūgštis, poveikį aplinkai.

Eutrofikacijos potencialas — rodiklis, apibūdinantis vandens kokybės pablogėjimą dėl maistinių medžiagų kaupimosi vandenyje.

Šių rodiklių reikšmės nustatomos pagal šiuos teršalus: globalinio atšilimo potencialas skaičiuojamas pagal CO, CO2 ir CH4 ir matuojamas kgCO2eq, oksidacijos potencialas – SO2, NOx ir HCl ir matuojamas kgSO2eq., eutrofikacijos potencialas – PO4 , NH3 ir NOx ir matuojamas kg PO4eq.Kiekvienas teršalų tipas turi savo specifinį svorį.

Daugybė tyrimų parodė: elektros energijos įrenginiai, pagrįsti atsinaujinančiais energijos šaltiniais, ypač SFES ir WPP, kaip taisyklė, energetiškai ir ekologiškai efektyviaunei neatsinaujinančios energijos įrenginiai.

Atsinaujinančių energijos šaltinių (ypač vėjo ir saulės energijos) pagrindu veikiančių energetikos objektų energinis efektyvumas per pastaruosius 5-10 metų labai išaugo.

Lentelėje pateikiami skirtingų autorių gauti energijos atsipirkimo laikotarpiai skirtingų tipų sausumoje esančioms vėjo elektrinėms ir SEP bei skirtingos galios HE. Iš jų matyti, kad sausumos vėjo jėgainių energijos atsipirkimo laikotarpis yra atitinkamai 6,6–8,5 mėnesio, SFES – 2,5–3,8 metų, o mažųjų hidroelektrinių – 1,28–2,71 metų.

Atsinaujinančių energijos šaltinių jėgainių apmokėjimo už energiją sumažinimas susijęs su tuo, kad pasaulyje per pastaruosius 15-20 metų buvo smarkiai plėtojamos ir tobulinamos energetikos įrangos ir elementų gamybos technologijos. energetikos įrangos.

Ši tendencija aiškiausiai pastebima HE ir HE, kurių pagrindinė energijos suvartojimo dalis per gyvavimo ciklą tenka pagrindinių energetikos įrenginių (vėjo turbinų ir fotovoltinių keitiklių) gamybai.

Taigi, pavyzdžiui, hidroelektrinės pagrindinei energetikos įrangai sunaudojamos energijos dalis yra apie 70-85%, o VMU - 80-90%.Jei laikysime hidroelektrines ir hidroelektrines vėjo ir saulės energijos parkų dalimi, tai energijos sąnaudų komponentų savitasis svoris šiuo atveju šiek tiek skirsis nuo nurodytų verčių, nes reikės atsižvelgti į energijos sąnaudas. gamybos iš kabelių išlaidos.

Didėjantis AEI energetikos objektų ekonominis konkurencingumas, didesnis energetinis ir aplinkosauginis efektyvumas, lyginant su neatsinaujinančiomis ištekliais, prisideda prie vis intensyvesnės AEI energetikos objektų plėtros pasaulyje.

Remiantis prognozėmis, atsinaujinančios energetikos objektų, ypač vėjo ir saulės energijos, instaliuota galia pasaulyje toliau didės tiek trumpuoju, tiek ilguoju laikotarpiu. Taip pat, remiantis prognozėmis, atsinaujinančių energijos šaltinių dalis bendroje energijos gamyboje pasaulyje taip pat didės.

elektrinių gyvavimo ciklo energetinio ir aplinkosauginio veiksmingumo vertinimas. Šie skaičiavimai tai rodo atsinaujinančiais energijos šaltiniais pagrįsti energetikos objektai (ypač vėjo jėgainės ir ŪMĮ) daugeliu atvejų yra energetiniu ir aplinkos požiūriu efektyvesni už neatsinaujinančius energijos šaltinius.

Efektyviausių Rusijos energetikos objektų variantų pasirinkimas šiuo metu atliekamas tik remiantis ekonominio efektyvumo rodikliais. Neatliekamas elektrinių, tarp jų ir atsinaujinančių energijos šaltinių, gyvavimo ciklo energinio ir aplinkosauginio efektyvumo nustatymas, o tai neleidžia visapusiškai įvertinti jų efektyvumo.

Rusijoje yra daug decentralizuotų ir energijos stokojančių regionų ir vietovių su silpna tinklo infrastruktūra, išeikvoti energijos fondai, tačiau turintys didelį vėjo, saulės ir kitų rūšių atsinaujinančios energijos potencialą, kurių panaudojimas yra visapusiškas. bendras vertinimas, gali pasirodyti ne tik ekonomiškai, bet ir energetiniu bei aplinkosauginiu požiūriu efektyvesnis nei neatsinaujinančių energijos šaltinių naudojimas.

Remdamasis technikos mokslų daktaro straipsniu, profesorius G.I. Sidorenko žurnale „Energija: ekonomika, technologijos, ekologija“ „Dėl atsinaujinančių energijos šaltinių energijos įrenginių efektyvumo klausimo“