Megújuló energiaforrásokon alapuló létesítmények energiahatékonyságának felmérése

Jelenleg a világ számos országa egyre inkább az erőforrások megtakarításának módjai felé halad. Az elmúlt években a világ energiatermelésének szerkezete a nem megújuló energia részarányának csökkenése és a nem megújuló energia részarányának növekedése irányába változott. megújuló energiaforrások (RES)... A legdinamikusabban fejlődő RES iparágak a nap- és szélenergia.

Hagyományosan a következő okokat különböztetik meg, amelyek hozzájárulnak a megújuló energiaforrások fejlesztéséhez:

• egyenletesebb eloszlás a bolygó területén, és ennek következtében nagyobb elérhetőségük;
• a szennyezőanyagok környezetbe történő kibocsátásának szinte teljes hiánya működés közben (nem minden megújuló energiaforrás esetében);
• a fosszilis erőforrások kimerülése és a korlátlan erőforrások bizonyos típusú megújuló energiaforrások (szél- és napenergia) esetében;
• jelentős fejlesztések az energiatermelési technológiák terén (különösen a nap- és szélenergia esetében).

A megújuló energiaforrások fejlesztését az is elősegíti, hogy jelenleg a világ több mint 50 országában fogadtak el (részben Oroszországban) és vannak érvényben a megújuló energia támogatására vonatkozó törvények és kormányzati szabályozási intézkedések. Emellett a megújuló energiaforrások fejlesztésének fontos tényezője a rájuk épülő erőművek építésére irányuló tőkebefektetések csökkentése.

Az építőipari fajlagos beruházások legjelentősebb csökkenése az olyan erőművekre esik, mint pl szélerőművek (HPP) ésnapelemes fotovoltaikus erőművek (SPPP)… A megújuló energiaforrásokat hasznosító létesítményekhez, mint pl vízerőművek (HPP), kicsi vízierőművek (HP-k), geotermikus erőművek (GeoPP) ésbioelektromos erőművek (BioTES), a tőkebefektetések értéke csökkent, de nem jelentősen. Emellett az elmúlt években tendencia mutatkozott a működési (jelenlegi) költségek csökkentésére illvillamos energia jelenértéke (kiegyenlített energiaköltség – LCOE).

Jelenleg a megújuló energiaforrások bizonyos feltételek mellett gazdaságilag meglehetősen versenyképesek.

A megújuló energiaforrások, elsősorban a szél- és napenergia ilyen intenzív fejlesztésének okai abban is rejlenek, hogy az energetikai létesítmények hatékonyságának értékelésének szemlélete a világban a sokszempontúság irányába változott, tendencia, az energiaellátó rendszerek decentralizálása és a regionális energiafejlesztés, különös tekintettel a megújuló energiaforrásokra. …

A külföldi gyakorlatban a gazdasági mutatók mellett energetikai és környezeti mutatókat is alkalmaznak a villamos energia létesítmények hatékonyságának értékelésére.

Energiaindikátorként a következőket fogadják el: energia-megtérülési idő (EPBT) ésenergiahatékonysági mutató (befektetésarányos megtérülés (EROI)).

Az energia-megtérülési idő azt az időtartamot jelöli, amely alatt a szóban forgó erőmű megtermelt energiával kompenzálja a létrehozásának, üzemeltetésének és leszerelésének energiaköltségeit.

Az energiahatékonysági mutató az üzemelési szakaszban megtermelt energia és az erőmű életciklusa során elfogyasztott energia aránya, amely három fő szakaszból áll: az építés, az üzemeltetés és a leszerelés.

A fő környezeti mutatók a következők:

• globális felmelegedési potenciál (GWP);
• oxidációs potenciál (AP);
• Eutrofizációs potenciál (EP)

Globális felmelegedési potenciál — olyan mutató, amely meghatározza a különböző üvegházhatású gázok globális felmelegedésre gyakorolt ​​hatásának mértékét.

Oxidációs potenciál — a savak képzésére képes szennyező anyagok kibocsátásának a környezetre gyakorolt ​​hatását jellemző mutató.

Az eutrofizáció lehetősége — a vízminőségnek a vízben lévő tápanyagok felhalmozódása következtében bekövetkezett romlását jellemző mutató.

Ezen mutatók értékeit a következő szennyező anyagok alapján határozzák meg: a globális felmelegedési potenciált CO, CO2 és CH4 alapján számítják ki, és kgCO2eq-ban mérik, oxidációs potenciált – SO2, NOx és HCl, és kgSO2eq.-ban mérik, eutrofizációs potenciált – PO4, NH3 és NOx, és kg PO4eq.Minden szennyezőanyag-típusnak megvan a maga fajsúlya.

Számos tanulmány kimutatta: megújuló energiaforrásokon alapuló villamosenergia-létesítmények, különösen az SFES és a WPP, mint általában, energia és ökológiailag hatékonyabbmint a nem megújuló energiát hasznosító létesítmények.

A megújuló energiaforrásokra (különösen a szél- és napenergiára) épülő energetikai létesítmények energiahatékonysága az elmúlt 5-10 évben jelentősen nőtt.

A táblázat a különböző szerzők által a különböző típusú szárazföldi szélerőművek és SEP-k, valamint a különböző kapacitású HPP-k energia-megtérülési idejére vonatkozó becsléseket mutatja be. Ezekből az következik, hogy a szárazföldi szélerőművek energiamegtérülési ideje 6,6-8,5 hónap, az SFES 2,5-3,8 év, a kis vízerőműveké pedig 1,28-2,71 év.

A megújuló energiaforrásokon alapuló erőművek energiafizetési feltételeinek csökkenése annak tudható be, hogy a világon az elmúlt 15-20 évben jelentős fejlesztések és fejlesztések mentek végbe az energetikai berendezések és elemek előállításának technológiáiban. energetikai berendezések.

Ez a tendencia a legvilágosabban az erőművekben és a hőerőművekben követhető nyomon, amelyek életciklusa során az energiafelhasználás fő része a fő energetikai berendezések (szélturbinák és fotovoltaikus átalakítók) előállítására esik.

Így például egy vízerőmű fő energiafelhasználásának aránya körülbelül 70-85%, az SFES esetében pedig 80-90%.Ha a vízerőműveket és a vízerőműveket a szél- és napelemparkok részének tekintjük, akkor az energiaköltség összetevőinek fajsúlya ebben az esetben kismértékben eltér majd a megadott értékektől, mivel figyelembe kell venni az energiát. kábelekből történő előállítás költségei.

A megújuló energiaforrásokon alapuló energetikai létesítmények gazdasági versenyképességének növekedése, valamint a nem megújuló forrásokhoz képest magasabb energia- és környezeti hatékonysága hozzájárul a megújuló energiaforrásokon alapuló energetikai létesítmények egyre intenzívebb fejlesztéséhez a világon.

Az előrejelzések szerint rövid és hosszú távon is tovább növekszik a megújuló energiát hasznosító létesítmények, különösen a szél- és napenergia beépített kapacitása a világon. Szintén az előrejelzések szerint a megújuló energiaforrások részesedése a teljes energiatermelésből a világon is növekedni fog.

erőművek életciklus-energetikai és környezeti teljesítményértékelése. Ezek a becslések azt mutatják a megújuló energiaforrásokon alapuló energetikai létesítmények (különösen a szélerőművek és a SFES) a legtöbb esetben energetikailag és környezetileg hatékonyabbak, mint a nem megújuló energiaforrások.

Az oroszországi erőművek leghatékonyabb lehetőségeinek kiválasztása jelenleg csak a gazdasági hatékonyság mutatói alapján történik. A megújuló energiaforrásokon alapuló erőművek életciklus-energia- és környezeti hatékonyságának meghatározása nem történik, ami nem teszi lehetővé hatásfok átfogó felmérését.

Oroszországban nagyszámú decentralizált és energiahiányos régió és terület van gyenge hálózati infrastruktúrával, kimerült energiaforrásokkal, de nagy a szél-, nap- és egyéb megújuló energia potenciállal, amelyek felhasználása átfogó összességében nem csak gazdaságilag, hanem energetikailag és környezetileg is hatékonyabbnak bizonyulhat, mint a nem megújuló energiaforrások használata.

A műszaki tudományok doktora cikke alapján professzor G.I. Sidorenko „A megújuló energiaforrásokon alapuló energetikai létesítmények hatékonyságának kérdéséről” az „Energia: gazdaság, technológia, ökológia” című magazinban