ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОЕКТОВ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В МИРЕ И В ОТДЕЛЬНЫХ СТРАНАХ

В настоящее время человечество активно потребляет уголь, нефть и природный газ для удовлетворения большинства своих энергетических потребностей, именно поэтому зависимость от ископаемого топлива представляет большую проблему. Ископаемые виды топлива являются ограниченным ресурсом, и их потребление приводит к загрязнению окружающей среды. Ввиду данных обстоятельств человечество стало искать альтернативные источники энергии. Возобновляемые источники энергии (далее ВИЭ) – это виды энергии, непрерывно возобновляемые в биосфере Земли [6]. Классифицируются ВИЭ по следующему принципу: солнечная энергия, вода (энергия приливов и отливов, энергия рек), ветряная энергия, энергия биомассы, биогаза, геотермальная энергия. ВИЭ также принято называть «зеленой энергией».

Солнце является самым мощным источником энергии. Поэтому идея использования солнечной энергии возникла много веков назад, но не было создано технологий, чтобы воплотить мысли в реальность. Сейчас же изобрели фотоэлектрические батареи и солнечные коллекторы для сбора преобразования тепловой энергии в электрическую. Полученная энергия пригодна для отопительных и охлаждающих процессов, освещения домов.

Энергия ветра используется для получения энергии путем преобразования энергии воздушных масс в электрическую и тепловую. Считается, что ветер самый доступный источник энергии, но стоит отметить, что его характер изменчив и не предсказуем. Данный факт говорит о том, что получения энергии из ветра на постоянной основе является труднодостижимой задачей. В начале 2014 года на Китай (29%), США (19%), Германию (11%), Испанию (7%), Италию (3%) и Индию (6%) приходилось 75% всего электричества в мире, выработанного с использованием энергии ветра [1]. Основным устройством для преобразования ветрового потока в механическую энергию является ветрогенератор.

Энергия воды активно используется для получения электроэнергии. Для ее производства существуют гидроэлектростанции и приливные электростанции. Гидроэнергетика представляет собой использование естественного движения вод океанов и рек. Гидроэлектростанции располагаются на реках, так как для их эффективной работы необходимо непрерывное обеспечение водой. Гидротехнические сооружения обеспечивают напор воды необходимый для работы гидротурбин и генераторов электроэнергии. Плотины, построенные вблизи гидроэлектростанций, поддерживают требуемый уровень напора воды.

Приливные электростанции располагаются на берегу морей. Главной их особенностью является то, что они вырабатывают энергию за счет смены приливов и отливов. Амплитуда прилива, обеспечивающая стабильную работу станции, должны быть более 5 метров. Отличие приливной электростанции от гидроэлектростанции в том, что она имеет возможность вырабатывать энергию при непостоянном уровне воды, за счет накопления воды в водохранилище.

Геотермальная энергия представляет собой тепло, пар и горячую воду, находящиеся внутри Земли. Концентрация геотермальной энергии велика в тех областях, где проходят границы тектонических плит и зоны их разломов. Ресурсы данного источника энергии огромны, но не используются так широко, как любые другие источники возобновляемой энергии. Геотермическая энергия экономически выгодна, надежна, стабильна, и безвредна для окружающей среды.

Биомасса является важным источником энергии, получаемым из материалов растительного происхождения, таких как травы и растения, древесина, органические компоненты промышленных отходов, отходы животноводства. Биомасса может быть преобразована в тепло, электричество и топливо. Стоит отметить, что энергия биомассы способствует увеличению благосостояния сельских районов.

Биогаз – это тип биотоплива, который является продуктом анаэробной биологической обработки биомассы, обычно отходов жизнедеятельности животных (навоза) или энергетических сельскохозяйственных культур. Биогаз может быть использован для выработки тепла и электричества [4]. С помощью биогаза можно получить электроэнергию, тепло, пар, а также его можно использовать для получения автомобильного топлива. Так, например, Дания и Германия уже давно занимают лидирующие позиции среди развитых стран по производству и использованию биогаза.

Как и любой ресурс, возобновляемые источники энергии имеют свои преимущества и недостатки. Одним из основных преимуществ использования таких источников в производстве энергии является то, что они возобновляемы, то есть устойчивы и теоретически никогда не закончатся. Возобновляемый источник энергии производят экологически чистые энергетические продукты, тем самым причиняют наименьший вред окружающей среде. Альтернативные источники энергии дешевле и экономически выгоднее, чем другие источники генерируемой энергии. И в заключение, стоит отметить, что отсутствие экологических издержек, связанных с добычей, переработкой и транспортировкой ископаемого топлива из ВЭИ является важным преимуществом.

На фоне многочисленных плюсов использования возобновляемых источников энергии, отчетливо видны и их недостатки. К ним в первую очередь относятся нестабильный характер ВИЭ. Также стоит отметить, что энергию, получаемую из нетрадиционных источников энергии, трудно генерировать в большом объеме, поэтому прилагаются усилия для создания производств с использованием традиционных источников энергии.

На сегодняшний день возобновляемые источники энергии привлекают внимание стран и международных организаций. Так на заседаниях и саммитах стали регулярно поднимать вопросы об энергетических и экологических проблемах в мире, а также международном сотрудничестве и создании проектов на основе ВИЭ. Стали создаваться специальные документы по регламентации деятельность в области альтернативных источников энергии. Основными стимулами для развития нетрадиционных источников энергии являются вопросы:

·     быстрорастущее население планеты;

·     неравномерное распределение мировых запасов ресурсов;

·     обеспечение энергетической безопасности стран, использующих импортные энергоресурсы;

·     политические конфликты на основе энергоресурсов;

·     уменьшение загрязнения окружающей среды.

В условиях ограниченности традиционных энергетических ресурсов, возникла потребность в выработке энергии путем использования возобновляемых источников энергии. До недавнего времени в сфере энергетики развивались лишь те направления, которые обеспечивали быстрый экономический рост. ВИЭ предполагалось вводить в производство лишь в тот момент, когда традиционные источники энергии будут исчерпаны или их добыча, станет чрезмерно дорогой. Но ситуация резко изменилась, когда стал ребром вопрос улучшения экологической обстановки в мире.

Возобновляемая энергия позволяет решить глобальные энергетические проблемы: изменение климата, возрастающий спрос на энергию и безопасность энергоресурсов. До недавнего времени возобновляемым источникам энергии не уделялось должного внимания, но потребность в улучшении качества жизни и налаживание международных контактов кардинально изменили отношение человечества к альтернативным источникам энергии. Теперь страны во всем мире ставят перед собой цель развивать «зеленую» энергетику, чтобы стимулировать экономический рост и устранять зависимости от импортируемых энергетических ресурсов.

Согласно отчету, об энергетике компании British Petroleum, с 2000 по 2014 гг. выработка энергии с помощью возобновляемых источников энергии выросла более, чем в четыре раза – с 51,8 млн. т н. э. до 279,3 млн. т н.э. Доля ВИЭ в мировом энергобалансе увеличилась с 0,5% до 2,2% [5].

Темпы развития возобновляемой энергетики продолжают удивлять экспертов во всем мире. Объемы произведенной энергии путем использования возобновляемых источников энергии в период с 2005 по 2012 увеличились в 1,5 раза [2]. Аналитики ожидают, что темпы роста установленной мощности электростанций на базе ВИЭ в ближайшие 5–7 лет будут выше, чем в анализируемом периоде.

Рисунок1. 10 лидирующих стран по объемам выработанной энергии с помощью ВИЭ в период 2005–2012 гг., млн кВт.ч

Источник: BP Statistical Review of World Energy, June 2015.

На рисунке 1 представлена 10-ка стран-лидеров по объемам выработки электроэнергии с помощью ВИЭ. Абсолютным лидером в данной области является Китай. В стране более 10 лет назад была принята политика развития возобновляемой энергетики, поэтому показатели установленной мощности ВИЭ за исследуемый период увеличились более чем в 2,5 раза.

Китай характеризуется наибольшей установленной мощностью в мире в малой гидроэнергетике. Также в Китае уделяется внимание развитию ветроэнергетики. Так, например, в 2014 году в стране было установлено 23,2 ГВт мощностей ветряных электростанций, а к 2020 году планируется достичь отметки в 200 ГВт только в сфере ветроэнергетики. Для сравнения, стоит сказать, что такие объемы выработки энергии сопоставимы со всей мощностью электроэнергетики России.

В Канаде также развита гидроэнергетика и ветроэнергетика. В области ветроэнергетики страна занимает 6 месте по показателю производительности энергии с помощью ветра. Как видно из графика, будучи на втором месте после Китая, уже в 2006 году Канада уступила свое место США и Бразилии. Так 2014 году Бразилия заняла 4-ое место по показателям установленной мощности в ветроэнергетике.

В США возобновляемая энергия по данным на 2014 года составила 13.2% от общего объема произведенной электроэнергии [3]. Геотермальная энергия, энергия солнца и ветра являются главными возобновляемыми источниками для производства энергии в США.

Германия занимается развитием солнечной энергетики, потому что производит основную часть энергии из Солнца. Объемы энергии, производимой из ВИЭ в период с 2005 по 2012 гг. увеличились более чем в 2 раза.

В России же наблюдается наименьший темп роста объемов производства энергии среди десяти представленных стран. Темп роста составил менее 1% в период с 2005 по 2012 гг. Данный факт связан с тем, что в России область является малоосвоенной.

В заключение следует отметить, что использование возобновляемых источников энергии, несомненно, являются большим шагом навстречу экологически чистому будущему. Они могут полноценно заменить традиционные источники и заметно сократить зависимость от импортируемых ресурсов. Стоит уделить должное внимание финансированию производств с использованием ВИЭ, так как они рассчитаны на долгосрочную перспективу и помогают сохранить традиционные энергетические ресурсы. Возобновляемая энергетика успешно развивается в мире. Энергетический прогресс будет продолжаться, в результате чего возобновляемые источники энергии станут более конкурентоспособными на рынке энергетики. Разработка проектов на основе ВИЭ и их реализация позволят не только сделать шаг навстречу инновационному развитию стран, но и повысить уровень экологической безопасности в мире.