Vurdering af energieffektiviteten af ​​anlæg baseret på vedvarende energikilder

I øjeblikket bevæger mange lande rundt om i verden sig i stigende grad mod måder at spare ressourcer på. I de senere år har strukturen i energiproduktionen i verden ændret sig i retning af et fald i andelen af ​​ikke-vedvarende energi og en stigning i andelen af vedvarende energikilder (RES)... De mest dynamisk udviklende VE-industrier er sol- og vindenergi.

Traditionelt skelnes der mellem følgende årsager, der bidrager til udviklingen af ​​vedvarende energikilder:

• mere jævn fordeling på planetens territorium og, som et resultat, deres større tilgængelighed;
• næsten fuldstændig fravær af emissioner af forurenende stoffer til miljøet under drift (ikke for alle typer vedvarende energikilder);
• udtømning af fossile ressourcer og ubegrænsede ressourcer for nogle typer af vedvarende energikilder (vind og sol);
• væsentlige forbedringer i energiproduktionsteknologier (især til sol- og vindenergi).

Udviklingen af ​​vedvarende energikilder lettes også af det faktum, at mere end 50 lande rundt om i verden i øjeblikket har vedtaget (delvis i Rusland) og er i kraft love og regeringsreguleringsforanstaltninger til støtte for vedvarende energi. Derudover er en vigtig faktor for udviklingen af ​​vedvarende energikilder reduktionen af ​​kapitalinvesteringer i opførelsen af ​​kraftanlæg baseret på dem.

Den væsentligste reduktion i specifikke kapitalinvesteringer i byggeri falder på sådanne elanlæg som vindkraftværker (HPP) ogsolcelleanlæg (SPPP)… Til vedvarende energianlæg som f.eks vandkraftværker (HPP), lille vandkraftværker (HPP'er), geotermiske kraftværker (GeoPP) ogbioelektriske anlæg (BioTES), kapitalinvesteringsværdier faldt, men ikke væsentligt. Derudover har der i de senere år været en tendens til at reducere driftsomkostningerne (nuværende) ognutidsværdi af elektricitet (udjævnede energiomkostninger — LCOE).

I øjeblikket er vedvarende energianlæg under visse betingelser økonomisk ret konkurrencedygtige.

Årsagerne til en så intensiv udvikling af vedvarende energikilder, især vind- og solenergi, ligger også i, at tilgangen til evaluering af energianlægs effektivitet har ændret sig i retning af multikriterier i verden, der er en tendens til decentralisering af forsyningssystemer energi og regional energiudvikling, især baseret på vedvarende energikilder. …

I udenlandsk praksis, sammen med økonomiske indikatorer, bruges energi- og miljøindikatorer til at evaluere effektiviteten af ​​elektriske kraftanlæg.

Følgende accepteres som energiindikatorer: energitilbagebetalingstid (EPBT) ogenergieffektivitetsforhold (investeringsafkast (EROI)).

Energitilbagebetalingsperioden angiver det tidsrum, hvor det betragtede kraftværk med produceret energi kompenserer for energiomkostningerne ved dets oprettelse, drift og nedlukning.

Energieffektivitetsforholdet er forholdet mellem den energi, der produceres i driftsfasen, og den energi, der forbruges i løbet af et kraftværks livscyklus, som består af tre hovedfaser: konstruktion, drift og nedlukning.

De vigtigste miljøindikatorer er:

• globalt opvarmningspotentiale (GWP);
• oxidationspotentiale (AP);
• Eutrofieringspotentiale (EP)

Globalt opvarmningspotentiale — en indikator, der bestemmer graden af ​​forskellige drivhusgassers indvirkning på den globale opvarmning.

Oxidationspotentiale — en indikator, der karakteriserer indvirkningen på miljøet af emissioner af forurenende stoffer, der er i stand til at danne syrer.

Potentiale for eutrofiering — en indikator, der karakteriserer forringelsen af ​​vandkvaliteten som følge af ophobning af næringsstoffer i vandet.

Værdierne af disse indikatorer bestemmes ud fra følgende forurenende stoffer: globalt opvarmningspotentiale beregnes ud fra CO, CO2 og CH4 og måles i kgCO2eq, oxidationspotentiale — SO2, NOx og HCl og målt i kgSO2eq., eutrofieringspotentiale — PO4 , NH3 og NOx og måles i kg PO4eq.Hver type forurening har sin vægtfylde.

Adskillige undersøgelser har vist: elanlæg baseret på vedvarende energikilder, især SFES og WPP, som regel, energi og økologisk mere effektivend ikke-vedvarende energianlæg.

Energieffektiviteten af ​​energianlæg baseret på vedvarende energikilder (især vind- og solenergi) er steget markant de seneste 5-10 år.

Tabellen viser estimater af energitilbagebetalingsperioder opnået af forskellige forfattere for vindkraftværker på land og SEP'er af forskellige typer og HPP'er med forskellig kapacitet. Af disse følger, at energitilbagebetalingstiden for landvindmølleparker er henholdsvis 6,6 til 8,5 måneder, SFES 2,5-3,8 år og små vandkraftværker 1,28-2,71 år.

Reduktionen i betaling af energi for kraftværker baseret på vedvarende energikilder skyldes, at der i verden i løbet af de sidste 15-20 år er sket en betydelig udvikling og forbedring af teknologier til produktion af energiudstyr og -elementer af energiudstyr.

Denne tendens spores tydeligst i HPP'er og HPP'er, hvor hovedparten af ​​energiforbruget i løbet af livscyklussen falder på produktionen af ​​det vigtigste energiudstyr (vindmøller og solcelleomformere).

Så for eksempel er andelen af ​​energiforbruget for hovedenergiudstyret på et vandkraftværk omkring 70-85% og for SFES 80-90%.Hvis vi betragter vandkraftværker og vandkraftværker som en del af vind- og solparker, vil den specifikke vægt af komponenterne i energiomkostningerne i dette tilfælde afvige lidt fra de givne værdier, da det vil være nødvendigt at tage hensyn til energien omkostninger til produktion fra kabler.

Øget økonomisk konkurrenceevne for VE-baserede energianlæg samt deres højere energi- og miljøeffektivitet sammenlignet med ikke-vedvarende kilder bidrager til den stadig mere intensive udvikling af VE-baserede energianlæg i verden.

Ifølge prognoser vil den installerede kapacitet af vedvarende energianlæg, især vind- og solenergi, i verden fortsætte med at stige på både kort og lang sigt. Ifølge prognoser vil andelen af ​​vedvarende energikilder i den samlede energiproduktion også stige i verden.

livscyklus energi- og miljøpræstationsvurdering af kraftværker. Disse skøn viser det energianlæg baseret på vedvarende energikilder (især vindkraftværker og SFES) er i de fleste tilfælde energi- og miljømæssigt mere effektive end ikke-vedvarende energikilder.

Udvælgelsen af ​​de mest effektive muligheder for kraftanlæg i Rusland udføres i øjeblikket kun på grundlag af indikatorer for økonomisk effektivitet. Bestemmelse af kraftværkers livscyklusenergi og miljøeffektivitet, herunder dem, der er baseret på vedvarende energikilder, udføres ikke, hvilket ikke giver mulighed for en samlet vurdering af deres effektivitet.

I Rusland er der et stort antal decentraliserede og energimangelfulde regioner og områder med svag netværksinfrastruktur, udtømte energimidler, men med et stort potentiale for vind, sol og andre former for vedvarende energi, hvis anvendelse med en omfattende samlet vurdering, kan vise sig at være ikke kun økonomisk, men også energimæssigt og miljømæssigt mere effektiv end brugen af ​​ikke-vedvarende energikilder.

Baseret på artiklen fra doktor i tekniske videnskaber, professor G.I. Sidorenko «Om spørgsmålet om effektivitet af energianlæg baseret på vedvarende energikilder» i magasinet «Energi: Økonomi, teknologi, økologi»