Vurdering av energieffektiviteten til anlegg basert på fornybare energikilder

For tiden beveger mange land rundt om i verden i økende grad mot måter å spare ressurser på. De siste årene har strukturen i energiproduksjonen i verden endret seg mot en nedgang i andelen ikke-fornybar energi og en økning i andelen av fornybare energikilder (RES)... De mest dynamisk utviklende RES-industriene er sol- og vindenergi.

Tradisjonelt skilles følgende årsaker som bidrar til utviklingen av fornybare energikilder:

• jevnere fordeling på planetens territorium og, som et resultat, deres større tilgjengelighet;
• nesten fullstendig fravær av utslipp av forurensninger til miljøet under drift (ikke for alle typer fornybare energikilder);
• uttømming av fossile ressurser og ubegrensede ressurser for noen typer fornybare energikilder (vind og sol);
• betydelige forbedringer i energiproduksjonsteknologier (spesielt for sol- og vindenergi).

Utviklingen av fornybare energikilder lettes også av det faktum at for tiden har mer enn 50 land over hele verden vedtatt (delvis i Russland) og er i kraft lover og statlige reguleringstiltak for å støtte fornybar energi. I tillegg er en viktig faktor for utviklingen av fornybare energikilder reduksjon av kapitalinvesteringer i bygging av kraftanlegg basert på dem.

Den mest betydelige reduksjonen i spesifikke kapitalinvesteringer i bygging faller på slike kraftanlegg som vindkraftverk (HPP) ogfotovoltaiske solkraftverk (SPPP)… For fornybare energianlegg som f.eks vannkraftverk (HPP), liten vannkraftverk (HPP), geotermiske kraftverk (GeoPP) ogbioelektriske anlegg (BioTES), kapitalinvesteringsverdiene falt, men ikke vesentlig. I tillegg har det de siste årene vært en tendens til å redusere drifts (løpende) kostnader ognåverdi av elektrisitet (utjevnet energikostnad — LCOE).

Foreløpig er fornybare energianlegg under visse forhold økonomisk konkurransedyktige.

Årsakene til en så intensiv utvikling av fornybare energikilder, spesielt vind- og solenergi, ligger også i det faktum at tilnærmingen til å evaluere effektiviteten av energianlegg har endret seg i retning av multikriterier i verden, det er en tendens til desentralisering av forsyningssystemer energi og regional energiutvikling, spesielt basert på fornybare energikilder. …

I utenlandsk praksis, sammen med økonomiske indikatorer, brukes energi- og miljøindikatorer for å evaluere effektiviteten til elektriske kraftanlegg.

Følgende er akseptert som energiindikatorer: energi tilbakebetalingstid (EPBT) ogenergieffektivitetsforhold (avkastning på investeringen (EROI)).

Energitilbakebetalingsperioden angir tiden da det aktuelle kraftverket med generert energi kompenserer for energikostnadene ved opprettelse, drift og avvikling.

Energieffektivitetsforholdet er forholdet mellom energien som produseres i driftsfasen og energien som forbrukes i løpet av livssyklusen til et kraftverk, som består av tre hovedtrinn: bygging, drift og avvikling.

De viktigste miljøindikatorene er:

• global oppvarmingspotensial (GWP);
• oksidasjonspotensial (AP);
• Eutrofieringspotensial (EP)

Globalt oppvarmingspotensial — en indikator som bestemmer graden av påvirkning av ulike klimagasser på global oppvarming.

Oksidasjonspotensial – en indikator som karakteriserer virkningen på miljøet av utslipp av forurensende stoffer som kan danne syrer.

Potensial for eutrofiering — en indikator som karakteriserer forringelsen av vannkvaliteten som følge av akkumulering av næringsstoffer i vannet.

Verdiene til disse indikatorene bestemmes basert på følgende forurensninger: globalt oppvarmingspotensial beregnes basert på CO, CO2 og CH4 og måles i kgCO2eq, oksidasjonspotensial - SO2, NOx og HCl og målt i kgSO2eq., eutrofieringspotensial - PO4 , NH3 og NOx og måles i kg PO4eq.Hver type forurensning har sin egenvekt.

Tallrike studier har vist: elektrisitetsanlegg basert på fornybare energikilder, spesielt SFES og WPP, som regel, energi og økologisk mer effektivenn ikke-fornybare energianlegg.

Energieffektiviteten til energianlegg basert på fornybare energikilder (spesielt vind- og solenergi) har økt betydelig de siste 5-10 årene.

Tabellen viser estimater av energitilbakebetalingsperioder innhentet av ulike forfattere for landbaserte vindkraftverk og SEP-er av forskjellige typer og HPP-er med ulik kapasitet. Av disse følger det at energitilbakebetalingstiden for vindparker på land er henholdsvis 6,6 til 8,5 måneder, SFES 2,5–3,8 år, og små vannkraftverk 1,28–2,71 år.

Reduksjonen når det gjelder betaling av energi til kraftverk basert på fornybare energikilder skyldes at det i verden de siste 15-20 årene har vært en betydelig utvikling og forbedring av teknologier for produksjon av energiutstyr og -elementer av energiutstyr.

Denne trenden spores tydeligst i HPP-er og HPP-er, hvor hovedandelen av energiforbruket i løpet av livssyklusen faller på produksjon av hovedenergiutstyret (vindturbiner og solcelleomformere).

Så for eksempel er andelen energiforbruk for hovedenergiutstyret til et vannkraftverk omtrent 70-85 %, og for SFES 80-90 %.Hvis vi vurderer vannkraftverk og vannkraftverk som en del av vind- og solparker, vil den spesifikke vekten til komponentene i energikostnadene i dette tilfellet avvike litt fra de gitte verdiene, siden det vil være nødvendig å ta hensyn til energien kostnader for produksjon fra kabler.

Økende økonomisk konkurranseevne for RES-baserte energianlegg, samt deres høyere energi- og miljøeffektivitet sammenlignet med ikke-fornybare kilder, bidrar til den stadig mer intensive utviklingen av RES-baserte energianlegg i verden.

Ifølge prognoser vil den installerte kapasiteten til fornybare energianlegg, spesielt vind- og solkraft, i verden fortsette å øke på både kort og lang sikt. Også, ifølge prognoser, vil andelen fornybare energikilder i den totale energiproduksjonen også øke i verden.

livssyklus energi og miljøytelse vurdering av kraftverk. Disse estimatene viser det energianlegg basert på fornybare energikilder (spesielt vindkraftverk og SFES) er i de fleste tilfeller energimessig og miljømessig mer effektive enn ikke-fornybare energikilder.

Valget av de mest effektive alternativene for kraftanlegg i Russland utføres foreløpig kun på grunnlag av indikatorer for økonomisk effektivitet. Bestemmelse av livsløpsenergien og miljøeffektiviteten til kraftverk, inkludert de som er basert på fornybare energikilder, utføres ikke, noe som ikke tillater en helhetlig vurdering av deres effektivitet.

I Russland er det et stort antall desentraliserte og energifattige regioner og områder med svak nettverksinfrastruktur, uttømte energimidler, men med et stort potensial for vind, sol og andre typer fornybar energi, hvis bruk med en omfattende helhetsvurdering, kan vise seg å være ikke bare økonomisk, men også energimessig og miljømessig mer effektiv enn bruk av ikke-fornybare energikilder.

Basert på artikkelen til doktor i tekniske vitenskaper, professor G.I. Sidorenko «Om spørsmålet om effektivitet av energianlegg basert på fornybare energikilder» i magasinet «Energi: Økonomi, teknologi, økologi»