Uusiutuviin energialähteisiin perustuvien tilojen energiatehokkuuden arviointi

Tällä hetkellä monet maat ympäri maailmaa ovat siirtymässä yhä enemmän kohti keinoja säästää resursseja. Viime vuosina maailman energiantuotannon rakenne on muuttunut kohti uusiutumattoman energian osuuden pienenemistä ja osuuden kasvua. uusiutuvat energialähteet (RES)... Dynaamisin uusiutuvan energian alat ovat aurinko- ja tuulienergia.

Perinteisesti erotetaan seuraavat syyt, jotka edistävät uusiutuvien energialähteiden kehittämistä:

• tasaisempi jakautuminen planeetan alueella ja sen seurauksena niiden parempi saatavuus;
• lähes täydellinen epäpuhtauspäästöjen puuttuminen ympäristöön käytön aikana (ei kaikkien uusiutuvien energialähteiden osalta);
• fossiilisten resurssien ehtyminen ja rajattomat resurssit tietyntyyppisten uusiutuvien energialähteiden (tuuli ja aurinko) osalta;
• merkittäviä parannuksia energian tuotantotekniikoissa (erityisesti aurinko- ja tuulienergian osalta).

Uusiutuvien energialähteiden kehittämistä helpottaa myös se, että tällä hetkellä yli 50 maassa ympäri maailmaa on hyväksynyt (osittain Venäjällä) ja on voimassa lakeja ja hallituksen säädöksiä uusiutuvan energian tukemiseksi. Lisäksi uusiutuvien energialähteiden kehittämisen kannalta tärkeä tekijä on niihin perustuvien voimalaitosten rakentamisen investointien vähentäminen.

Rakentamisen ominaisinvestoinneissa merkittävin vähennys kohdistuu sellaisiin voimalaitoksiin kuin tuulivoimalat (HP) jaaurinkosähkövoimalat (SPPP)… Uusiutuvan energian laitoksille, kuten vesivoimalaitokset (HPP), pieni vesivoimalat (HPP), geotermiset voimalaitokset (GeoPP) jabiosähkölaitokset (BioTES), pääomasijoitusten arvot laskivat, mutta ei merkittävästi. Lisäksi viime vuosina on ollut suuntaus alentaa käyttökustannuksia (nykyisiä) jasähkön nykyarvo (tasoitettu energiakustannus – LCOE).

Tällä hetkellä uusiutuvan energian laitokset ovat tietyissä olosuhteissa taloudellisesti varsin kilpailukykyisiä.

Syyt uusiutuvien energialähteiden, erityisesti tuuli- ja aurinkoenergian, intensiiviseen kehittämiseen ovat myös siinä, että lähestymistapa energialaitosten tehokkuuden arvioinnissa on muuttunut maailmassa monikriteerien suuntaan, suuntaus on energian toimitusjärjestelmien hajauttaminen ja alueellinen energiakehitys, erityisesti uusiutuviin energialähteisiin perustuen. …

Ulkomaisessa käytännössä sähkölaitosten hyötysuhteen arvioinnissa käytetään taloudellisten tunnuslukujen ohella energia- ja ympäristöindikaattoreita.

Seuraavat hyväksytään energiaindikaattoreiksi: energian takaisinmaksuaika (EPBT) jaenergiatehokkuusaste (sijoitetun pääoman tuotto (EROI)).

Energian takaisinmaksuaika ilmaisee ajan, jonka aikana kyseinen voimalaitos korvaa tuotetulla energialla sen perustamisesta, käytöstä ja käytöstä poistamisesta aiheutuvat energiakustannukset.

Energiatehokkuussuhde on käyttövaiheessa tuotetun energian suhde voimalaitoksen elinkaaren aikana kulutettuun energiaan, joka koostuu kolmesta päävaiheesta: rakentamisesta, käytöstä ja käytöstä poistamisesta.

Tärkeimmät ympäristöindikaattorit ovat:

• ilmaston lämpenemispotentiaali (GWP);
• hapetuspotentiaali (AP);
• Rehevöitymispotentiaali (EP)

Ilmaston lämpenemispotentiaali — indikaattori, joka määrittää eri kasvihuonekaasujen vaikutuksen maapallon lämpenemiseen.

Hapetuspotentiaali — indikaattori, joka kuvaa happoja muodostavien epäpuhtauksien päästöjen vaikutusta ympäristöön.

Rehevöitymispotentiaali — indikaattori, joka kuvaa veden laadun heikkenemistä, joka johtuu ravinteiden kertymisestä veteen.

Näiden indikaattoreiden arvot määritetään seuraavien epäpuhtauksien perusteella: ilmaston lämpenemispotentiaali lasketaan CO:n, CO2:n ja CH4:n perusteella ja mitataan kgCO2eq, hapetuspotentiaali — SO2, NOx ja HCl ja mitataan kgSO2eq., rehevöitymispotentiaali — PO4, NH3 ja NOx ja mitataan kg PO4ekv.Jokaisella saastetyypillä on ominaispainonsa.

Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet: uusiutuviin energialähteisiin perustuvia sähkölaitoksia, erityisesti SFES ja WPP, yleensä, energiaa ja ekologisesti tehokkaampaakuin uusiutumattomia energialaitoksia.

Uusiutuviin energialähteisiin (erityisesti tuuli- ja aurinkoenergiaan) perustuvien energialaitosten energiatehokkuus on kasvanut merkittävästi viimeisen 5-10 vuoden aikana.

Taulukossa on esitetty eri tekijöiden saamia arvioita energian takaisinmaksuajoista erityyppisille maatuulivoimalaitoksille ja erityyppisille SEP:ille ja eri tehoisille HEPP:ille. Näistä seuraa, että maatuulipuistojen energian takaisinmaksuaika on 6,6–8,5 kuukautta, SFES:llä 2,5–3,8 vuotta ja pienten vesivoimaloiden 1,28–2,71 vuotta.

Uusiutuviin energialähteisiin perustuvien voimalaitosten energian maksun aleneminen johtuu siitä, että maailmassa on viimeisten 15-20 vuoden aikana kehitetty ja parannettu merkittävästi energialaitteiden ja -elementtien tuotantoteknologioita. energialaitteista.

Tämä suuntaus näkyy selkeimmin HEPP- ja HEPP-laitoksissa, joiden elinkaaren energiankulutuksesta suurin osa kohdistuu tärkeimpien energialaitteiden (tuulivoimalat ja aurinkosähkömuuntimet) tuotantoon.

Joten esimerkiksi vesivoimalaitoksen pääenergialaitteiden osuus energiankulutuksesta on noin 70-85 % ja SFES:n 80-90 %.Jos katsomme vesivoimaloita ja vesivoimalaitoksia osana tuuli- ja aurinkopuistoja, energiakustannusten komponenttien ominaispaino tässä tapauksessa poikkeaa hieman annetuista arvoista, koska on tarpeen ottaa huomioon energia. kaapelituotannon kustannukset.

Uusiutuviin energialähteisiin perustuvien energialaitosten taloudellisen kilpailukyvyn paraneminen sekä niiden parempi energia- ja ympäristötehokkuus uusiutumattomiin energialähteisiin verrattuna edistävät uusiutuviin energialähteisiin perustuvien energialaitosten entistä intensiivisempää kehitystä maailmassa.

Ennusteiden mukaan uusiutuvan energian laitosten, erityisesti tuuli- ja aurinkovoiman, asennettu kapasiteetti maailmassa jatkaa kasvuaan sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä. Myös uusiutuvien energialähteiden osuus energian kokonaistuotannosta kasvaa ennusteiden mukaan myös maailmassa.

voimalaitosten elinkaarienergia- ja ympäristötehokkuusarviointi. Nämä arviot osoittavat sen uusiutuviin energialähteisiin perustuvat energialaitokset (erityisesti tuulivoimalat ja SFES) ovat useimmissa tapauksissa energia- ja ympäristötehokkaampia kuin uusiutumattomat energialähteet.

Venäjän voimalaitosten tehokkaimpien vaihtoehtojen valinta tehdään tällä hetkellä vain taloudellisen tehokkuuden mittareiden perusteella. Uusiutuviin energialähteisiin perustuvien voimalaitosten, myös uusiutuviin energialähteisiin perustuvien, elinkaarienergia- ja ympäristötehokkuuden määritystä ei tehdä, mikä ei mahdollista niiden hyötysuhteen kokonaisvaltaista arviointia.

Venäjällä on suuri määrä hajautettuja ja energiavajaisia ​​alueita ja alueita, joilla on heikko verkkoinfrastruktuuri, energiavarat ovat ehtyneet, mutta joilla on suuri potentiaali tuuli-, aurinko- ja muun tyyppisen uusiutuvan energian osalta, joiden käyttö on kattava Kokonaisarviointi voi osoittautua paitsi taloudelliseksi myös energiatehokkaammaksi ja ympäristöllisesti tehokkaammaksi kuin uusiutumattomien energialähteiden käyttö.

Teknisten tieteiden tohtorin artikkelin perusteella professori G.I. Sidorenko "Uusiutuviin energialähteisiin perustuvien energialaitosten tehokkuudesta" lehdessä "Energia: talous, teknologia, ekologia"