Современное состояние и перспективы развития возобновляемых источников энергии

Основу производственного потенциала российской тепло- и электроэнергетики составляют тепловые электростанции, работающие на ископаемом органическом топливе. Тепловые электростанции являются источниками загрязнения окружающей среды и, прежде всего, атмосферного воздуха, в том числе выбросами парниковых газов.

Свыше половины мощности тепловых электростанций составляют теплоэлектроцентрали, которые обеспечивают централизованное тепло- и электроснабжение городов и промышленных объектов. Вместе с тем, в Российской Федерации имеются территории, которые находятся в зонах децентрализованного тепло- и энергоснабжения. Это удаленные районы Севера и вся территория Крайнего Севера, заселенные острова, особо охраняемые природные территории и др. Как правило, в этих районах местные резервы ископаемого органического топлива ограничены, трудно доступны или полностью отсутствуют, строительство централизованных сетей энергопередачи экономически нецелесообразно, а зачастую технически невозможно. Выработка электро- и теплоэнергии с учетом высоких затрат на доставку топлива приводит к неприемлемо высокой стоимости для населения и местной промышленности. Наиболее серьезное положение сложилось в северных регионах страны, где спрос на тепло выше среднего российского уровня из-за экстремальных климатических условий, что является одной из главных причин низких темпов их социально-экономического развития. Мировой опыт показывает, что развитые страны ведут интенсивный поиск альтернатив органическому топливу.

Будущее развития энергетической отрасли в России все чаще связывают с малой и альтернативной энергетикой.

Правительство РФ приняло программу развития альтернативной энергетики, которая предполагает увеличение ее доли в энергобалансе страны до 4,5% к 2020 году[8].

Необходимость перехода на автономные источники питания обусловлена, в первую очередь, стремительным развитием отечественной экономики, что вполне закономерно приводит к увеличению потребления электрической и тепловой энергии. Автономная энергетика может быть гарантом защиты от перебоев в центральной электросети, особенно в момент пиковых нагрузок. Кроме того, целый ряд областей нашей страны просто не имеет альтернативы малой энергетике. Около 60% территории России, особенно в северных регионах, не подключены к централизованной энергетической системе.

Рис. 2.1. Распределение централизованных и автономных энергоисточников.

Вопросы использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) актуальны для всех стран мира в силу различных обстоятельств.

Для промышленно развитых стран мира, зависящих от импорта топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), – это, прежде всего, энергетическая безопасность. Для промышленно развитых стран мира, богатых энергоресурсами, – это экологическая безопасность, завоевание рынков сбыта оборудования. Для развивающихся стран – это наиболее быстрый путь к улучшению социально-бытовых условий населения, возможность развития промышленности по экологически приемлемому пути. А для всего мира в целом – это возможность снижения эмиссии парниковых газов и избежание глобального энергетического и экономического кризиса в недалеком будущем.

Многие страны реализуют специальные национальные и коллективные программы, направленные на стимулирование ускоренного освоения ВИЭ. При этом в качестве важного аргумента активной государственной поддержки ВИЭ рассматривается экологический фактор, в том числе обязательства стран по сокращению эмиссии СО₂ в атмосферу в соответствии с Киотским Соглашением. Серьезным мотивационным фактором развития ВИЭ для многих стран, особенно зависящих от импорта традиционных энергоресурсов, является забота об энергетической безопасности.

Использование ВИЭ, как правило, не оказывает серьезного негативного воздействия на окружающую среду, в большинстве своем они являются экологически чистыми и повсеместно доступными источниками энергии.

К серьезным недостаткам ВИЭ, ограничивающим их широкое практическое применение, относятся невысокая плотность энергетических потоков и их непостоянство во времени и, как следствие этого, необходимость значительных затрат на оборудование, обеспечивающее сбор, аккумулирование и преобразование энергии.

Стоимость энергии, получаемой от ВИЭ, в течение последних лет стремительно снижается, и многие технологии становятся конкурентоспособными. В первую очередь, это относится к быстро прогрессирующим технологиям использования биомассы для производства тепла и электроэнергии, солнечным водонагревателям, фото-преобразователям, мини- и микро-ГЭС, ветроустановкам, теплонасосным системам теплоснабжения. Наивысшую конкурентоспособность они проявляют в децентрализованных системах тепло- и электроснабжения. Вместе с тем, во многих случаях ВИЭ пока еще уступают технологиям, основанным на использовании традиционных видов топлив, прежде всего из-за сравнительно высоких начальных капитальных затрат.

К возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) относятся: солнечная, ветровая, гидравлическая, геотермальная энергия, биомасса и низкопотенциальная тепловая энергия разных сред.

Стратегическими целями использования возобновляемых источников энергии и местных видов топлива являются:

• сокращение потребления невозобновляемых ТЭР;

• снижение экологической нагрузки от ТЭК;

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

• снижение расходов на дальнепривозное топливо.

Таблица 2.1