Роль альтернативных возобновляемых источников энергии в эффективности природопользования

Необходимость развития возобновляемой энергетики определяется ее ролью в решении следующих проблем:

- обеспечение устойчивого тепло- и электроснабжения населения и производства в зонах децентрализованного энергоснабжения, в первую очередь в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территориях;

- обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства в зонах централизованного энергоснабжения, испытывающих дефицит энергии, предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений;

- снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.

Стратегическими целями использования возобновляемых источников энергии являются:

- сокращение потребления невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов;

- снижение экологической нагрузки от топливно-энергетического комплекса;

- обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива;

- снижение расходов на дальнепривозное топливо.

Возобновляемые источники энергии играют значительную роль в решении трёх глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетика, экология, продовольствие (табл.1): + положительное влияние, - отрицательное влияние, 0 - отсутствие влияния

Таблица 1 - Роль НВИЭ в решении трёх глобальных проблем человечества (энергетика, экология, продовольствие)

Примечания:

¹⁾ Водоподъёмные установки на пастбищах и в удалённых населённых пунктах.

²⁾ Орошение земель на базе малых водохранилищ, водоподъёмные устройства таранного типа.

³⁾ Установки для сушки сена, зерна, сельхозпродуктов, фруктов.

⁴⁾ Водоподъёмные системы, питание охранных устройств на пастбищах.

⁵⁾ Обогрев теплиц геотермальными водами.

⁶⁾ Использование золы в качестве удобрения.

⁷⁾ Получение экологически чистых удобрений в результате сбраживания отходов.

⁸⁾ Получение дизельного топлива из семян рапса - самообеспечение сельского хозяйства дизельным топливом

Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии.

Сравнительный анализ энергетического эквивалента органических теплоносителей и НВИЭ, выполненный автором на основе многочисленных данных, свидетельствует о том, что теоретический потенциал солнечной энергии, приходящей на Землю в течение года, многократно превышает все извлекаемые запасы топлива. Экономический потенциал НВИЭ оценивается в настоящее время в 20 млрд. тут в год, что в 2 раза превышает годовой объем добычи всех видов органического топлива.

Высокие удельные капитальные затраты на сооружение установок преобразования энергии НВИЭ в сочетании с достаточно низкими ценами органического топлива на мировых рынках, а также высокая степень риска по причине зависимости от природного фактора и недостаточной степени освоения высокоэффективных технологий использования НВИЭ, безусловно, препятствуют более широкому их внедрению.

Тем не менее, принятый мировым сообществом курс устойчивого экономического развития, при котором увязываются воедино экономические, экологические и социальные цели, определяет следующие главные принципы устойчивого развития в области использования природного капитала:

- интенсивность истощения невозобновляемых природных ресурсов должна быть согласована с интенсивностью замещения возобновляемыми ресурсами;

- эмиссии в окружающую природную среду не должны приводить к разрушению или нарушению функционирования экосистем.

В полной мере это относится и к энергетике. Следовательно, неизбежно увеличение доли НВИЭ в общем энергетическом балансе мира и отдельных регионов. Это увеличение уже наблюдается в промышленно развитых странах. В мировом масштабе наиболее заметно возрастание доли НВИЭ в секторе электроэнергетики. Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти было инвестировано $110 млрд.

Во всём мире в 2008 году инвестировали $51,8 млрд в ветроэнергетику, $33,5 млрд в солнечную энергетику и $16,9 млрд в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд, страны Америки — $30 млрд, Китай — $15,6 млрд, Индия — $4,1 млрд. В США в мае 2009 года 13 % электроэнергии были произведены из возобновляемых источников энергии, 9,4 % электроэнергии было выработано на гидроэлектростанциях, около 1,8 % были получены из энергии ветра, 1,3 % из биомассы, 0,4 % из геотермальных источников и 0,3 % от энергии солнца. В Австралии в 2009 году 8 % электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников.

По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП.

Неоспоримое преимущество НВИЭ - отсутствие эмиссии парниковых газов и даже электростанции и котельные на биомассе или получаемом из неё газе или жидком топливе не увеличивают количество углекислого газа, поскольку при сжигании его выделяется столько, сколько было поглощено растениями и деревьями. Недостатком только двух видов НВИЭ - энергии ветра и энергии солнца является их стохастический характер и, отсюда, необходимость аккумулирования. Аккумулирование солнечной энергии в виде тепла уже имеет простые технические решения, опробованные на практике и доказавшие свою экономичность. Аккумулирование электрической энергии в небольших количествах успешно решается аккумуляторами различных типов. Для больших ветро- и фотоэлектрических станций таким аккумулятором является электрическая сеть. Однако замещения мощности не происходит, но и дополнительного дублирования мощности в энергосистеме не требуется, поскольку в энергосистемах всегда есть резервная мощность порядка 10 % от максимальной нагрузки. Электростанции на базе остальных видов НВИЭ (гидро, биомасса, геотермальная энергия) лишены указанных недостатков.

Развитие возобновляемой энергетики имеет особую важность с точки зрения обеспечения безопасности страны, равно как и для энергоснабжения районов Крайнего Севера России, и приравненных к ним территорий, а также других районов, не связанных с сетями общего пользования. Значительную роль возобновляемые источники энергии могут сыграть в повышении надежности энергообеспечения субъектов Российской Федерации, энергоснабжение которых осуществляется от дефицитных энергосистем.

Таким образом, важность развития использования НВИЭ в России определяется той значительной ролью, которую могут сыграть возобновляемые источники энергии в решении российских проблем: безопасность, экология, продовольствие, энергоснабжение сельского населения, прежде всего Северных районов.

Приоритетное развитие нетрадиционной энергетики по экономическим и экологическим условиям наиболее целесообразно в следующих районах страны:

- в зонах децентрализованного энергоснабжения с низкой плотностью населения;

- в зонах централизованного энергоснабжения с большим дефицитом мощности и значительными потерями в сельскохозяйственном производстве из-за частых отключений энергосети;

- в города и места массового отдыха населения со сложной экологической обстановкой из-за вредных выбросов в атмосферу промышленных и городских котельных на органическом топливе;

- в зонах с проблемами энергообеспечения индивидуального жилья, фермерских хозяйств, мест сезонной работы и садово-огородных строений.

При существующем соотношении цен на органическое топливо и оборудование уже сегодня имеются зоны экономически эффективного применения НВИЭ и в России.

По электроэнергии - это районы автономного электроснабжения, особенно использующие привозное топливо, а также территории дефицитных энергосистем.

По теплу - это практически вся территория России, особенно районы с привозным топливом, экологически напряженные населенные пункты и города, а также места массового отдыха населения. Зоны экономически эффективного применения НВИЭ будут возрастать по мере ужесточения требований к выбросам и введения за них дополнительной платы.

Заключение

Итак, среди альтернативных источников энергии особый интерес представляют нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ), а именно энергия солнца, ветра, тепла земли, малых рек, океана, биомассы и торфа.

Большим преимуществом в использовании нетрадиционных возобновляемых источников энергии является их высокая экологичность, обеспечивающая чистоту окружающей среды. С экологической точки зрения, использование НВИЭ безусловно предпочтительнее прямого сжигания традиционных углеводородных ресурсов

На данный момент доля нетрадиционных источников энергии в мировом энергетическом балансе невелика, но в будущем их доля будет все более возрастать.

Россия имеет многолетний опыт в области научных исследований и практического освоения различных видов НВИЭ. В настоящее время в стране действуют несколько десятков предприятий, производящих оборудование для использования НВИЭ, и как показывает опыт зарубежных стран, развитие производства нетрадиционных энергетических установок - важный социально-экономический фактор.

Таким образом, развитие возобновляемой энергетики является ключевым фактором роста энергетики и устойчивого развития России. Основным препятствием развития этого направления является отсутствие законодательства по стимулированию возобновляемой энергетики и экономических механизмов его реализации, недостаток финансирования и комплексного подхода к решению этой проблемы: наука-производство - широкомасштабное использование.