Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность

НП "Энергоэффективный город" представляет портал "Энергосовет" - всё об энергосбережении в интернете

Эта статья опубликована в журнале Энергосовет № 4 (17) за 2011 г

Скачать номер в формате pdf (2630 kБ)

Безуглеводороная модернизация Европы



Рубрика: Мировой опыт энергосбережения
Автор: И.Е. Матвеев


И.Е. Матвеев, старший научный сотрудник, ОАО «Всероссийский научно-исследовательский конъюнктурный институт» (ВНИКИ), г. Москва

 

На стыке XX и XXI веков позиции газа заметно укрепились на фоне снижения темпов роста потребления угля, тем не менее, в ряде стран мира наметилась тенденция по переходу энергетики на новый низкоуглеродный уклад и, соответственно, по росту темпов наращивания «чистой» генерации в силу ресурсных, технологических и иных причин.

Ускорение этому процессу придают следующие основные факторы:

  • высокие темпы развития современной науки;
  • накопленный «багаж» революционных открытий в науке и технике;
  • скачкообразный рост числа научных исследований в сфере энергетики в конце XX - начале XXI века;
  • сокращение времени коммерциализации идей;
  • конечность легкодоступных запасов углеводородов;
  • нестабильность мировых цен на энергоносители;
  • необходимость снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Специалисты утверждают, что сегодня каждые пять лет приходят новые технологии, которые кардинально меняют все предыдущие, которые были до этого. Сегодня мы шагаем по лестнице научно-технического прогресса уже более активно, более широкими шагами и эти ступени технологического роста все более сокращаются по времени.

 

Планы развития ВИЭ в Европе  и сдерживающие факторы

В настоящее время в Европе реализуются самые современные технологии возобновляемой энергетики. Объединенная Европа обладает огромным научно-техническим потенциалом и, кроме того, имеет одну из наиболее амбициозных и четких программ развития этой сферы - Директиву ЕС 2009/28/ЕС по стимулированию использования энергии из возобновляемых источников энергии (ВИЭ), утвержденную 23 апреля 2009 г. ЕС одобрил комплексную политику в области энергетики и изменения климата и рассчитывает к 2020 г. сократить эмиссию парниковых газов на 20%, довести долю энергии, получаемой из возобновляемых источников до 20%, повысить эффективность использования электроэнергии на 20%. Эта политика получила название «План 20 / 20 / 20».

В противовес «голландской болезни», которой подвержены страны, богатые запасами  страны углеводородов, развивающиеся за счет добывающей промышленности в ущерб всем остальным отраслям экономики, безуглеводородное развитие Европы направлено на реальную модернизацию экономики и развитие не только энергетического сектора, но и практически всех сфер народного хозяйства, и углубление интеграции стран-членов Евросоюза.

ДЛЯ СПРАВКИ

«Голландская болезнь» (ГБ) - негативный эффект, оказываемый укреплением реального курса национальной валюты на экономическое развитие в результате бума в отдельном секторе экономики. Теоретически причина бума не имеет значения, но на практике эффект как правило связан с открытием месторождений полезных ископаемых или ростом цен на экспорт добывающих отраслей.

Этот эффект получил свое название после открытия Голландией месторождений природного газа в 1959 г. Рост экспорта газа привел к увеличению инфляции и безработицы, падению экспорта продукции обрабатывающей промышленности и темпов роста доходов в 70-х гг. Рост цен на нефть в середине 70-х и начале 80-х гг. вызвал подобный эффект в Саудовской Аравии, Нигерии, Мексике.

Увеличение экспортных доходов в результате шока в добывающем секторе экономики ведет к дополнительному притоку иностранной валюты в страну. В итоге номинальный курс национальной валюты растет, а иностранной - падает. Таким образом, реальный курс растет, что означает укрепление национальной валюты. Кроме того, резкий рост доходов создает дополнительный спрос как на обмениваемые, так и на необмениваемые блага. Резкое увеличение спроса на необмениваемые блага ведет к росту цен. Результатом этих процессов является рост инфляции и еще большее укрепление реального курса.

Реальное удорожание национальной валюты снижает конкурентоспособность открытого сектора. В результате сокращается выпуск и экспорт обрабатывающих отраслей, что может привести к росту безработицы, увеличивается импорт, снижается чистый экспорт и, в конечном итоге, валовой внутренний продукт.

В долгосрочной перспективе «голландская болезнь» приводит к перемещению ресурсов из обрабатывающего сектора в сырьевой и сервисный, которые создают меньшую величину добавленной стоимости. Кроме того, длительная зависимость экономики от экспорта природных ресурсов ослабляет стимулы для развития обрабатывающих отраслей и создания новых технологий.

В первую очередь деградируют и теряют позиции наиболее динамичные наукоемкие отрасли. Падение рентабельности вследствие роста курса национальной валюты ведет к сокращению инвестиций, технологическому отставанию и уходу с рынка.

Википедия

 

2

 

Табл. Целевые показатели развития европейской ветроэнергетики

 

Целевые показатели

2020 г.

2030 г.

Суммарная установленная мощность ВЭУ (ГВт)

230

400

Установленные на суше/морского базирования (ГВт)

190/40

250/150

Выработка электроэнергии (ТВт.ч)

582

1155

Установленные на суше / морского базирования (ТВт.ч)

433/148

592/563

Доля энергии ветра в суммарном производстве
электроэнергии (%)

14,3-16,6

25,2 - 34,3

Установленные на суше/морского базирования (%)

10,7-12,4/3,6-4,2

13,4-17,6/12,8-16,7

Суммарные инвестиции в отрасль (млрд евро)

23,5

24,8

Установленные на суше/морского базирования
(млрд евро)

14,7/8,8

8,3/16,5

3 

 

 4

В тоже время темпы этих преобразований сдерживаются виду того, что:

  • преобладающая часть капиталов крупных энергетических компаний по-прежнему инвестируется в масштабные добывающие и транспортные проекты;
  • в газовой отрасли происходит усиление позиций нетрадиционных источников газа (сланцевого, метана угольных пластов и т.д.) и СПГ;
  • в атомной энергетике наметились позитивные сдвиги благодаря появлению более безопасных технологий (этот пункт, возможно, будет пересмотрен в связи с печальными событиями в Японии);
  • объекты электроэнергетики имеют длительный срок строительства и эксплуатации;
  • для создания и расширения принципиально новой инфраструктуры требуется нескольких десятков лет;
  • по иным причинам экономического и неэкономического характера.

На рис. 1 показано, сколько новых мощностей было введено в эксплуатацию в ЕС в 2009 г. Первое место занимает энергия ветра, второе место природный газ и СПГ, третье место солнечные батареи. Остальные источники ВИЭ развиваются, но не такими быстрыми темпами.

Лидирующее положение в Европе по выработке ВИЭ занимают Германия и Испания.  

 

В табл. представлены целевые показатели развития европейской ветроэнергетики.

Евросоюз ежегодно проводит опрос ведущих топ-менеджеров различных компаний и оценивает степень их интереса к передовым технологиям. Так вот, европейские менеджеры оценивают энергию ветра и солнечную энергию наиболее позитивно (см. рис. 2), наименее же позитивно оценивается атомная энергия и нанотехнологии. Нанотехнологии оцениваются так низко, потому что 40% респондентов не очень информированы в этой сфере.

Придание возобновляемой энергетике высокого статуса в ЕС обусловлено пониманием важности этого направления со стороны Еврокомиссии ввиду того, что возобновляемая энергетика позволит Евросоюзу снизить зависимость своих экономик от традиционных углеводородных источников и в первую очередь снизить свою зависимость от Российской Федерации. Сфера ВИЭ является высокотехнологичным сектором и благоприятно влияет на развитие науки и техники практически всех сегментов экономики, привлекает квалифицированные кадры и создает новые рабочие места, особенно в сегменте малого и среднего бизнеса, позволяет снизить выбросы вредных веществ и стимулирует образование новых «точек роста» в различных секторах экономики.

 

Транспорт и возобновляемая энергетика

В данном сегменте экономики внедрение альтернативных источников энергии является разноплановым и предполагает применение биотоплива, водородного топлива и других видов энергоносителей, а также переход на электрический и гибридный привод. В структуре потребления моторного топлива это приводит к снижению доли жидкого углеводородного топлива путем его прямого замещения, а так же опосредовано (за счет роста потребления электроэнергии).

В 2010 г. в Дании продолжалась реализация проекта «EDISON» по интеграции силовой сети и национального автопарка. Планируется создать парк электромобилей и сеть станций их зарядки, в которую будет поступать электроэнергия, произведенная с использованием ВЭУ.

Ожидается, что будет создана технология, обеспечивающая широкомасштабный обмен данными между транспортным средством и силовой сетью (с возможностью учета потребленной электроэнергии в различных точках зарядки и оплатой услуг по типу системы операторов мобильной телефонной связи).

Первые испытания оборудования могут начаться в 2011 г. на о. Борнхольм в Балтийском море, где опытные образцы электромобилей будут получать электроэнергию из сети общего пользования, а в момент пиковых нагрузок - возвращать обратно (при условии, что транспортное средство находится на парковке).

Датскими учеными подсчитано, что если к общей силовой сети будет подключено 200 тыс. комплектов бортовых АКБ мощностью по 40 кВт, то в короткий промежуток времени их суммарная выходная мощность может достичь 8 ГВт, и этого будет достаточно для сглаживания пикового потребления электроэнергии в масштабах страны.

 5

В Германии есть очень интересный проект, и он сегодня близок к завершению - это проект гибридной теплоэнергоцентрали (ГЕЭЦ). Строительство ГЕЭЦ началось в апреле 2009 г. вблизи г. Пренцлау (федеральная земля Бранденбург), в состав которой входят:

  • три ВЭУ мощностью по 2МВт;
  • установка по производству биогаза мощностью 1МВт с газохранилищем;
  • установка для получения водорода методом электролиза мощностью 500кВт с хранилищем водорода объемом 1350кг и рабочим давлением 30бар;
  • две теплоэлектростанции малой мощности, одна из которых работает на биогазе, а вторая - на смеси 70% водорода и 30% биогаза (мощностью 625 и 350кВт соответственно);
  • блок электронного управления системой.

При наличии ветра основными источниками производства энергии являются ВЭУ, вспомогательным - теплоэлектростанция, работающая на биогазе. При снижении скорости ветра ниже расчетной включается второй генератор, топливом для которого служит смесь водорода и биогаза, что компенсирует потерю мощности ВЭУ.

Немецкие специалисты посчитали, что если они достигнут тех проектных показателей, которые они наметили, то в перспективе в Германии может быть построена сеть подобных станций, которая будет не только вырабатывать электроэнергию засчет ВИЭ, аккумулировать ее через производство водорода, но это позволит использовать водород в качестве энергоносителя в транспортном секторе.

В 2011-2012 гг. в стране может начаться серийный выпуск автомобилей с водородным двигателем. Прогнозируется, что к 2050 г. доля автотранспорта, использующего в качестве топлива водород, составит 70% суммарного количества автомобилей, эксплуатируемых в Германии.

 

Проблемы ветроэнергетики Евросоюза

Бурное развитие ветроэнергетики в Европе на сегодняшний день сталкивается с определенными трудностями. Во-первых, это то, что ветрогенераторы все-таки приходится отключать не только для ремонта и регламентных работ, например, в период миграции птиц, суровая зима может значительно изменить условия эксплуатации ветроагрегатов в худшую сторону.

В 2010 г. Великобритании действовало около 3,5 тыс. ВЭУ и в структуре производство электроэнергии доля энергии ветра составила примерно 4%. Согласно намеченным планам, в ближайшие 10 лет в стране должны быть введены в эксплуатацию 13 тыс. новых ветрогенераторов, из них 7 тыс. - на морском шельфе. Однако 2010 г. оказался самым безветренным за всю историю наблюдений (с 1824 г.), в результате среднегодовой коэффициент использования ВЭУ составил 23,6%, хотя в 2009-2010 гг. выработка электроэнергии на базе энергии ветра увеличилась в 3 раза за счет резкого роста установленной мощности ветротурбин. Некоторые специалисты полагают, что указанный неблагоприятный фактор имеет циклический характер, и в ближайшее десятилетие в регионе тенденция снижения энергетического потенциала ветра сохранится.

В Континентальной Европе весной и осенью происходят плановые отключения ВЭУ в периоды массовых миграций птиц. В летний период на юге Европы значительно увеличивается генерация электроэнергии на базе солнечной энергии. Нестабильное производство электроэнергии ВИЭ-установками вызывает затруднение в работе силовых сетей, которые обязаны принимать чистую электроэнергию, а затем искать пути сглаживания колебаний генерации. В 2010 г. в северных районах Европы эксплуатация ВЭУ нарушалось из-за снегопадов, сильного ветра и низких температур. (К тому же ВЭУ создают шумовое загрязнение. При этом существует проблема инфразвука, вредного также и для здоровья человека. Над устранением этой проблемы сейчас работают инженеры - прим. ред.).

 

Выводы для стран СНГ

Страны содружества независимых государств (СНГ) имеют значительный потенциал практически во всех секторах энергетики. Расширение использования неуглеводородных источников энергии может оказать позитивное воздействие на развитие науки и техники стран СНГ, темпы роста экономики, повышение технологического уклада данных государств и уровня жизни населения.

В СНГ первым шагом развития сферы возобновляемых источников энергии является оценка национального потенциала ВИЭ и роста спроса на «чистую» энергию в долгосрочной перспективе (до 2030-2040 гг.). В дальнейшем на основании полученных данных необходимо сформулировать среднесрочные и долгосрочные цели, а также определить количественные ориентиры по производству энергии с использованием ВИЭ в каждом государстве СНГ. На втором этапе расширения сотрудничества предлагается разработать как национальные, так и общесоюзные программы развития данной сферы энергетики. При расстановке приоритетов необходимо усилить значимость проектов масштаба СНГ, а также проектов, охватывающих несколько стран региона, т. е. группы стран, имеющих общие границы, при этом необходимо акцентировать внимание на развитии таких секторов, как электро- и теплоэнергетика, а также транспорта. 

Развитие возобновляемой энергетики в СНГ должно учитывать не только наличие потенциала ВИЭ, но и другие факторы, в том числе плотность населения и удаленность источника ВИЭ от рынков сбыта произведенных энергоносителей.

Кооперация в рамках СНГ может оказать синергетический эффект развития сферы ВИЭ, поскольку в данной единой системе могут синтезироваться научные разработки и значительные ресурсы ВИЭ отдельных стран, а увеличение доли ВИЭ в энергобалансе государств, добывающих углеводороды, может позволить высвободить часть финансовых ресурсов, которые могут обеспечить стабильное поступательное развитие неуглеводородной энергетики.

Заключение

В целом, несмотря на существующие трудности, как со стороны природных вызовов, так и со стороны представителей, лоббирующих традиционную энергетику, сегодня возобновляемая энергетика успешно развивается, в т.ч. и у нас в России. Программы по развитию ВИЭ в РФ уже существуют и, будем надеяться, что они будут реализованы в те сроки и в тех объемах, которые заявлены в руководящих документах нашей страны.

 

Все статьи рубрики Мировой опыт энергосбережения

Статьи по темам

Архив номеров

Выпуски за 2009 год: №1 (1), №2 (2), №3 (3), №4 (4), №5 (5),

Выпуски за 2010 год: №1 (6), №2 (7), №3 (8), №4 (9), №5 (10), №6 (11), №7 (12), №8 (13),

Выпуски за 2011 год: №1 (14), №2 (15), №3 (16), №4 (17) , №5 (18), №6 (19),

Выпуски за 2012 год: №1 (20), №2 (21), №3 (22), №4 (23), №5 (24), №6 (25),

Выпуски за 2013 год: №1 (26), №2 (27), №3 (28), №4 (29), №5 (30), №6 (31),

Выпуски за 2014 год: №1 (32), №2 (33), №3 (34), №4 (35), №5 (36), №6 (37),

Выпуски за 2015 год: №1 (38), №2 (39), №3 (40), №4 (41), №5 (42),

Выпуски за 2016 год: №1 (43), №2 (44), №3 (45), №4 (46),

Выпуски за 2017 год: №1 (47), №2 (48), №3 (49), №4 (50),

Выпуски за 2018 год: №1 (51), №2 (52), №3 (53), №4 (54).


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2019
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей