Εκτίμηση της ενεργειακής απόδοσης εγκαταστάσεων που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Επί του παρόντος, πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο κινούνται όλο και περισσότερο προς τρόπους εξοικονόμησης πόρων. Τα τελευταία χρόνια, η δομή της παραγωγής ενέργειας στον κόσμο έχει αλλάξει προς τη μείωση του μεριδίου της μη ανανεώσιμης ενέργειας και την αύξηση του μεριδίου της ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ)... Οι πιο δυναμικά αναπτυσσόμενες βιομηχανίες ΑΠΕ είναι η ηλιακή και η αιολική ενέργεια.

Παραδοσιακά, διακρίνονται οι ακόλουθοι λόγοι που συμβάλλουν στην ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας:

• πιο ομοιόμορφη κατανομή στην επικράτεια του πλανήτη και, ως εκ τούτου, μεγαλύτερη διαθεσιμότητά τους.
• σχεδόν πλήρης απουσία εκπομπών ρύπων στο περιβάλλον κατά τη λειτουργία (όχι για όλους τους τύπους ανανεώσιμων πηγών ενέργειας).
• εξάντληση των ορυκτών πόρων και απεριόριστων πόρων για ορισμένους τύπους ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (αιολική και ηλιακή).
• σημαντικές βελτιώσεις στις τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας (ειδικά για την ηλιακή και την αιολική ενέργεια).

Η ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας διευκολύνεται επίσης από το γεγονός ότι επί του παρόντος περισσότερες από 50 χώρες σε όλο τον κόσμο έχουν υιοθετήσει (εν μέρει στη Ρωσία) και είναι σε ισχύ νόμους και κυβερνητικά ρυθμιστικά μέτρα για την υποστήριξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Επιπλέον, σημαντικός παράγοντας για την ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι η μείωση των επενδύσεων κεφαλαίου για την κατασκευή ηλεκτροπαραγωγικών εγκαταστάσεων που βασίζονται σε αυτές.

Η πιο σημαντική μείωση των ειδικών επενδύσεων κεφαλαίου στις κατασκευές αφορά τέτοιες εγκαταστάσεις ηλεκτρικής ενέργειας όπως αιολικοί σταθμοί (ΗΡ) καιηλιακοί φωτοβολταϊκοί σταθμοί (SPPP)… Για εγκαταστάσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως υδροηλεκτρικοί σταθμοί (HPP), μικρός υδροηλεκτρικοί σταθμοί (ΗΡΥ), γεωθερμικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής (GeoPP) καιβιοηλεκτρικές εγκαταστάσεις (BioTES), οι αξίες των επενδύσεων κεφαλαίου μειώθηκαν, αλλά όχι σημαντικά. Επιπλέον, τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια τάση μείωσης του λειτουργικού (τρέχοντος) κόστους καιπαρούσα αξία ηλεκτρικής ενέργειας (ισοπεδωμένο κόστος ενέργειας — LCOE).

Επί του παρόντος, οι εγκαταστάσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας υπό ορισμένες προϋποθέσεις είναι οικονομικά αρκετά ανταγωνιστικές.

Οι λόγοι για μια τέτοια εντατική ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ιδίως της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας, έγκεινται επίσης στο γεγονός ότι η προσέγγιση για την αξιολόγηση της απόδοσης των ενεργειακών εγκαταστάσεων έχει αλλάξει προς την κατεύθυνση των πολυκριτηρίων στον κόσμο, υπάρχει μια τάση προς αποκέντρωση των συστημάτων εφοδιασμού ενέργειας και περιφερειακή ενεργειακή ανάπτυξη, ιδίως με βάση τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. …

Στην ξένη πρακτική, μαζί με οικονομικούς δείκτες, χρησιμοποιούνται ενεργειακοί και περιβαλλοντικοί δείκτες για την αξιολόγηση της απόδοσης των εγκαταστάσεων ηλεκτρικής ενέργειας.

Ως ενεργειακοί δείκτες γίνονται δεκτοί τα ακόλουθα: χρόνος απόσβεσης ενέργειας (EPBT) καιδείκτης ενεργειακής απόδοσης (απόδοση επένδυσης (EROI)).

Η περίοδος απόσβεσης ενέργειας υποδηλώνει το χρόνο κατά τον οποίο ο εξεταζόμενος σταθμός ηλεκτροπαραγωγής με παραγόμενη ενέργεια αντισταθμίζει το ενεργειακό κόστος δημιουργίας, λειτουργίας και παροπλισμού του.

Ο λόγος ενεργειακής απόδοσης είναι ο λόγος της ενέργειας που παράγεται κατά τη φάση λειτουργίας προς την ενέργεια που καταναλώνεται κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, ο οποίος αποτελείται από τρία κύρια στάδια: κατασκευή, λειτουργία και παροπλισμό.

Οι κύριοι περιβαλλοντικοί δείκτες είναι:

• δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη (GWP)·
• δυναμικό οξείδωσης (AP);
• Δυνατότητα ευτροφισμού (EP)

Δυνατότητα υπερθέρμανσης του πλανήτη — δείκτης που καθορίζει τον βαθμό επίδρασης των διαφόρων αερίων του θερμοκηπίου στην υπερθέρμανση του πλανήτη.

Δυνατότητα οξείδωσης — δείκτης που χαρακτηρίζει τις επιπτώσεις στο περιβάλλον των εκπομπών ρύπων που μπορούν να σχηματίσουν οξέα.

Δυνατότητα ευτροφισμού — δείκτης που χαρακτηρίζει την υποβάθμιση της ποιότητας του νερού ως αποτέλεσμα της συσσώρευσης θρεπτικών ουσιών στο νερό.

Οι τιμές αυτών των δεικτών καθορίζονται με βάση τους ακόλουθους ρύπους: το δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη υπολογίζεται με βάση CO, CO2 και CH4 και μετράται σε kgCO2eq, δυναμικό οξείδωσης — SO2, NOx και HCl και μετράται σε kgSO2eq., δυναμικό ευτροφισμού — PO4, NH3 και NOx και μετράται σε kg PO4eq.Κάθε τύπος ρύπων έχει το ειδικό του βάρος.

Πολυάριθμες μελέτες έχουν δείξει: εγκαταστάσεις ηλεκτρικής ενέργειας που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ειδικά SFES και WPP, κατά κανόνα, ενέργειας και οικολογικά πιο αποδοτικήαπό εγκαταστάσεις μη ανανεώσιμης ενέργειας.

Η ενεργειακή απόδοση των ενεργειακών εγκαταστάσεων που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ιδίως αιολική και ηλιακή ενέργεια) έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία 5-10 χρόνια.

Ο πίνακας δείχνει εκτιμήσεις των περιόδων απόσβεσης ενέργειας που ελήφθησαν από διαφορετικούς συγγραφείς για χερσαίους σταθμούς αιολικής ενέργειας και SEP διαφορετικών τύπων και ΥΗΣ διαφορετικής ισχύος. Από αυτά, προκύπτει ότι η περίοδος απόσβεσης ενέργειας για τα χερσαία αιολικά πάρκα είναι 6,6 έως 8,5 μήνες, το SFES 2,5–3,8 έτη και οι μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί 1,28–2,71 έτη, αντίστοιχα.

Η μείωση όσον αφορά την πληρωμή της ενέργειας των σταθμών παραγωγής ενέργειας που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας οφείλεται στο γεγονός ότι στον κόσμο τα τελευταία 15-20 χρόνια έχει σημειωθεί σημαντική ανάπτυξη και βελτίωση των τεχνολογιών για την παραγωγή ενεργειακού εξοπλισμού και στοιχείων. ενεργειακού εξοπλισμού.

Αυτή η τάση εντοπίζεται με μεγαλύτερη σαφήνεια στους ΥΗΣ και ΥΗΣ, για τους οποίους το κύριο μερίδιο της κατανάλωσης ενέργειας κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής πέφτει στην παραγωγή του κύριου ενεργειακού εξοπλισμού (ανεμογεννήτριες και φωτοβολταϊκοί μετατροπείς).

Έτσι, για παράδειγμα, το μερίδιο της κατανάλωσης ενέργειας για τον κύριο ενεργειακό εξοπλισμό ενός υδροηλεκτρικού σταθμού είναι περίπου 70-85%, και για το SFES 80-90%.Εάν θεωρήσουμε τους υδροηλεκτρικούς σταθμούς και τους υδροηλεκτρικούς σταθμούς ως μέρος αιολικών και ηλιακών πάρκων, τότε το ειδικό βάρος των συστατικών του ενεργειακού κόστους σε αυτή την περίπτωση θα διαφέρει ελαφρώς από τις δεδομένες τιμές, καθώς θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η ενέργεια κόστος παραγωγής από καλώδια.

Η αυξανόμενη οικονομική ανταγωνιστικότητα των ενεργειακών εγκαταστάσεων που βασίζονται σε ΑΠΕ, καθώς και η υψηλότερη ενεργειακή και περιβαλλοντική τους απόδοση σε σύγκριση με τις μη ανανεώσιμες πηγές, συμβάλλουν στην ολοένα και πιο εντατική ανάπτυξη των ενεργειακών εγκαταστάσεων που βασίζονται σε ΑΠΕ στον κόσμο.

Σύμφωνα με τις προβλέψεις, η εγκατεστημένη ισχύς των εγκαταστάσεων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ιδιαίτερα της αιολικής και ηλιακής ενέργειας, στον κόσμο θα συνεχίσει να αυξάνεται τόσο βραχυπρόθεσμα όσο και μακροπρόθεσμα. Επίσης, σύμφωνα με τις προβλέψεις, το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη συνολική παραγωγή ενέργειας θα αυξηθεί και στον κόσμο.

αξιολόγηση της ενέργειας και της περιβαλλοντικής απόδοσης του κύκλου ζωής των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Αυτές οι εκτιμήσεις δείχνουν ότι Οι ενεργειακές εγκαταστάσεις που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ιδίως αιολικές μονάδες και SFES) είναι στις περισσότερες περιπτώσεις ενεργειακά και περιβαλλοντικά πιο αποδοτικές από τις μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Η επιλογή των πιο αποτελεσματικών επιλογών για εγκαταστάσεις ηλεκτρικής ενέργειας στη Ρωσία πραγματοποιείται επί του παρόντος μόνο με βάση δείκτες οικονομικής απόδοσης. Ο προσδιορισμός της ενεργειακής και περιβαλλοντικής απόδοσης του κύκλου ζωής των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, δεν πραγματοποιείται, γεγονός που δεν επιτρέπει μια συνολική αξιολόγηση της απόδοσής τους.

Στη Ρωσία, υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός αποκεντρωμένων και ενεργειακά ελλιπών περιοχών και περιοχών με αδύναμη δικτυακή υποδομή, εξαντλημένα ενεργειακά κεφάλαια, αλλά με μεγάλο δυναμικό αιολικής, ηλιακής και άλλων τύπων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η χρήση των οποίων, με ολοκληρωμένη Η συνολική αξιολόγηση μπορεί να αποδειχθεί όχι μόνο οικονομική, αλλά και ενεργειακά και περιβαλλοντικά πιο αποτελεσματική από τη χρήση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Με βάση το άρθρο του Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, του Καθηγητή Γ.Ι. Sidorenko «Σχετικά με το ζήτημα της αποδοτικότητας των ενεργειακών εγκαταστάσεων που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας» στο περιοδικό «Ενέργεια: Οικονομία, Τεχνολογία, Οικολογία»