Hodnotenie energetickej efektívnosti zariadení založených na obnoviteľných zdrojoch energie

V súčasnosti mnohé krajiny na celom svete čoraz viac smerujú k spôsobom šetrenia zdrojov. V posledných rokoch sa štruktúra výroby energie vo svete zmenila smerom k poklesu podielu neobnoviteľnej energie a zvýšeniu podielu obnoviteľné zdroje energie (OZE)... Najdynamickejšie sa rozvíjajúce odvetvia OZE sú solárna a veterná energia.

Tradične sa rozlišujú tieto dôvody, ktoré prispievajú k rozvoju obnoviteľných zdrojov energie:

• rovnomernejšie rozloženie na území planéty a v dôsledku toho ich väčšia dostupnosť;
• takmer úplná absencia emisií znečisťujúcich látok do životného prostredia počas prevádzky (nie pre všetky typy obnoviteľných zdrojov energie);
• vyčerpávanie fosílnych zdrojov a neobmedzené zdroje pre niektoré druhy obnoviteľných zdrojov energie (veterná a slnečná);
• významné zlepšenia technológií výroby energie (najmä solárnej a veternej energie).

Rozvoju obnoviteľných zdrojov energie napomáha aj skutočnosť, že v súčasnosti už viac ako 50 krajín sveta prijalo (čiastočne v Rusku) a sú v platnosti zákony a vládne regulačné opatrenia na podporu obnoviteľnej energie. Okrem toho je dôležitým faktorom pre rozvoj obnoviteľných zdrojov energie znižovanie kapitálových investícií do výstavby energetických zariadení na nich založených.

Najvýraznejšie zníženie špecifických kapitálových investícií do výstavby pripadá na také energetické zariadenia, ako sú veterné elektrárne (HPP) asolárne fotovoltaické elektrárne (SPPP)… Pre zariadenia na výrobu obnoviteľnej energie, ako napr vodné elektrárne (HPP), malý vodné elektrárne (VVE), geotermálne elektrárne (GeoPP) abioelektrárne (BioTES)hodnoty kapitálových investícií klesli, ale nie výrazne. Okrem toho sa v posledných rokoch prejavuje tendencia znižovať prevádzkové (bežné) náklady asúčasná hodnota elektriny (vyrovnané náklady na energiu – LCOE).

V súčasnosti sú zariadenia na výrobu obnoviteľnej energie za určitých podmienok ekonomicky celkom konkurencieschopné.

Príčiny takého intenzívneho rozvoja obnoviteľných zdrojov energie, najmä veternej a slnečnej energie, spočívajú aj v tom, že prístup k hodnoteniu efektívnosti energetických zariadení sa vo svete zmenil smerom k multikriteriálnosti, je tendencia k decentralizácia systémov zásobovania energiou a regionálny energetický rozvoj, najmä na základe obnoviteľných zdrojov energie. …

V zahraničnej praxi sa na hodnotenie účinnosti elektroenergetických zariadení popri ekonomických ukazovateľoch používajú aj energetické a environmentálne ukazovatele.

Ako energetické ukazovatele sú akceptované: doba návratnosti energie (EPBT) apomer energetickej účinnosti (návratnosť investícií (EROI)).

Doba energetickej návratnosti udáva čas, počas ktorého uvažovaná elektráreň vyrobenou energiou kompenzuje energetické náklady na jej vytvorenie, prevádzku a vyradenie z prevádzky.

Pomer energetickej účinnosti je pomer energie vyrobenej počas prevádzkovej fázy k energii spotrebovanej počas životného cyklu elektrárne, ktorý pozostáva z troch hlavných etáp: výstavba, prevádzka a vyraďovanie z prevádzky.

Hlavné environmentálne ukazovatele sú:

• potenciál globálneho otepľovania (GWP);
• oxidačný potenciál (AP);
• Potenciál eutrofizácie (EP)

Potenciál globálneho otepľovania — ukazovateľ, ktorý určuje mieru vplyvu rôznych skleníkových plynov na globálne otepľovanie.

Oxidačný potenciál — ukazovateľ charakterizujúci vplyv emisií znečisťujúcich látok schopných tvoriť kyseliny na životné prostredie.

Potenciál eutrofizácie — ukazovateľ charakterizujúci zhoršenie kvality vody v dôsledku akumulácie živín vo vode.

Hodnoty týchto ukazovateľov sú určené na základe nasledujúcich znečisťujúcich látok: potenciál globálneho otepľovania sa vypočítava na základe CO, CO2 a CH4 a meria sa v kgCO2ekv., oxidačný potenciál — SO2, NOx a HCl a meria sa v kgSO2ekv., eutrofizačný potenciál — PO4, NH3 a NOx a meria sa v kg PO4ekv.Každý druh znečisťujúcej látky má svoju špecifickú hmotnosť.

Početné štúdie ukázali: elektrické zariadenia založené na obnoviteľných zdrojoch energie, najmä SFES a WPP, spravidla energeticky a ekologicky efektívnejšieako zariadenia na výrobu neobnoviteľnej energie.

Energetická efektívnosť energetických zariadení založených na obnoviteľných zdrojoch energie (najmä veterná a solárna energia) sa za posledných 5-10 rokov výrazne zvýšila.

V tabuľke sú uvedené odhady období návratnosti energie získané rôznymi autormi pre veterné elektrárne na pevnine a SEP rôznych typov a VE s rôznymi kapacitami. Z toho vyplýva, že doba návratnosti energie pre veterné elektrárne na pevnine je 6,6 až 8,5 mesiaca, SFES 2,5–3,8 roka a malé vodné elektrárne 1,28–2,71 roka.

Zníženie platieb za energie elektrární založených na obnoviteľných zdrojoch energie je spôsobené tým, že vo svete za posledných 15-20 rokov došlo k výraznému rozvoju a zdokonaľovaniu technológií na výrobu energetických zariadení a prvkov. energetických zariadení.

Tento trend je najzreteľnejšie vysledovateľný pri VE a VE, pri ktorých hlavný podiel spotreby energie počas životného cyklu pripadá na výrobu hlavných energetických zariadení (veterné turbíny a fotovoltaické konvertory).

Takže napríklad podiel spotreby energie pre hlavné energetické zariadenia vodnej elektrárne je asi 70-85% a pre SVP 80-90%.Ak budeme vodné elektrárne a vodné elektrárne považovať za súčasť veterných a solárnych parkov, potom sa merná váha zložiek nákladov na energiu v tomto prípade bude mierne líšiť od uvedených hodnôt, keďže bude potrebné zohľadniť energiu náklady na výrobu z káblov.

Zvyšovanie ekonomickej konkurencieschopnosti energetických zariadení na báze OZE, ako aj ich vyššia energetická a environmentálna efektívnosť v porovnaní s neobnoviteľnými zdrojmi prispievajú k čoraz intenzívnejšiemu rozvoju energetických zariadení na báze OZE vo svete.

Podľa prognóz bude inštalovaný výkon zariadení na výrobu obnoviteľnej energie, najmä veternej a solárnej, vo svete v krátkodobom aj dlhodobom horizonte naďalej rásť. Vo svete sa tiež podľa prognóz bude zvyšovať podiel obnoviteľných zdrojov energie na celkovej výrobe energie.

hodnotenie životného cyklu energie a environmentálneho výkonu elektrární. Tieto odhady to ukazujú energetické zariadenia na báze obnoviteľných zdrojov energie (najmä veterné elektrárne a VJP) sú vo väčšine prípadov energeticky a environmentálne efektívnejšie ako neobnoviteľné zdroje energie.

Výber najefektívnejších možností pre energetické zariadenia v Rusku sa v súčasnosti vykonáva iba na základe ukazovateľov ekonomickej efektívnosti. Zisťovanie energetickej a environmentálnej účinnosti elektrární počas životného cyklu vrátane tých, ktoré sú založené na obnoviteľných zdrojoch energie, sa nevykonáva, čo neumožňuje komplexne posúdiť ich účinnosť.

V Rusku existuje veľké množstvo decentralizovaných a energeticky deficitných regiónov a oblastí so slabou sieťovou infraštruktúrou, vyčerpanými energetickými fondmi, no s veľkým potenciálom veternej, slnečnej a iných druhov obnoviteľnej energie, ktorých využitie pri komplexnej celkové hodnotenie, môže byť nielen ekonomické, ale aj energeticky a environmentálne efektívnejšie ako využívanie neobnoviteľných zdrojov energie.

Na základe článku doktora technických vied profesor G.I. Sidorenko «O problematike efektívnosti energetických zariadení založených na obnoviteľných zdrojoch energie» v časopise «Energia: Ekonomika, technológie, ekológia»