Возобновляемые источники энергии

Стремительный процесс развития промышленности требует все больше ресурсов и энергии. Однако уже давно человечество осознало один простой факт: все ресурсы имеют свойство заканчиваться. И так уж получается, что ресурсы, которые человек использует в большом количестве, заканчиваются быстрее всего. Вследствие этого возник вопрос: где взять альтернативные источники энергии?

Человечество еще с древних времен замечало, что в окружающей среде постоянно происходят процессы, которые никак не зависят от самого человека: светит солнце, дует ветер, идет дождь, бьют геотермальные источники, происходят приливы и отлив, растут разнообразные растения. Из этих наблюдений возникла логичная идея: использовать все эти ресурсы, которые постоянно возобновляются, для благ человека.

Возобновляемая или же «зеленая» энергия – это энергия, получаемая из источников, которые по человеческим меркам являются бесконечными (т.е. ресурсы, которые пополняются естественным путем). Она же имеет название альтернативная энергия (в отношении традиционных источников)

На сегодняшний день существует 5 «возобновляемых» источников энергии:
— солнце;
— ветер;
— вода;
— геотермальные источники;
— биомасса.

Следует отметить, что ископаемые энергоносители, такие как нефть, газ, уголь, и др. тоже являются возобновляемыми. Однако для их пополнения требуются миллионы лет, а используются они с большой интенсивностью.

На сегодняшний день возобновляемая энергетика является наиболее быстроразвивающимся способом генерации электро- и тепловой энергии.

К примеру, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2013 году производство электроэнергии из возобновляемых источников увеличилось (в сравнении с 2012 годом) следующим образом:
— в странах-членах ОЭСР Северной и Южной Америки рост составил 22%;
— в странах-членах ОЭСР Азии и Океании рост составил 9,2%;
— в странах-членах ОЭСР Европы рост составил 14,1%.

А суммарный показатель роста производства электроэнергии из возобновляемых источников в ОЭСР составил 16,8%.

Такое стремительное развитие является следствием сразу нескольких факторов:
— альтернативные источники энергии являются доступными во всех уголках Земли;
— нефть, газ и уголь медленно, но постоянно дорожают вследствие ограниченности их запасов;
— правительства многих стран поддерживают развитие ВИЭ на законодательном уровне.

Любой способ генерации энергии имеет свои недостатки и преимущества. Так, среди недостатков ВИЭ можно отметить следующие:
— низкий КПД. На данный момент КПД выработки энергии возобновляемыми источниками значительно ниже КПД традиционных способов генерации. Так, КПД солнечных батарей, в среднем, до 30%, КПД ветрогенераторов – 30-40%. Для сравнения – КПД ГЭС обычно составляет 85-90%.
— зависимость от погодных условий и времени суток;
— недостаточность мощностей для промышленного потребления;
— шум и вибрация (для ветрогенераторов);
— значительные площади размещения установок (ВЭС, СЭС) и посева «зеленых» агрокультур (биомасса).

К преимуществам ВИЭ можно отнести:
— доступность источников энергии, что дает возможность получать тепловую и электрическую энергию в самых труднодоступных местах нашей планеты.
— экологичность производства, т.к. использование возобновляемых источников энергии дает возможность свести выбросы СО2 в атмосферу практически к нулю.
— неисчерпаемость источников энергии. Как мы уже отмечали, возобновляемые источники энергии считаются неисчерпаемыми и быстровозобновляемыми по человеческим меркам, в то время, как нефти, газу и углю требуется значительное время для возобновления.
— автономность работы генераторов. Солнечные батареи, ветрогенераторы и гидротурбины не требуют постоянной загрузки топлива для своей работы, следовательно, не требуется постоянное вмешательство человека в процесс генерации электро- и тепловой энергии.
— поддержка ВИЭ правительствами стран. Среди таких мер можно выделить «зеленые сертификаты», возмещение стоимости технологического присоединения, фиксированные тарифы и система чистого измерения.

Для понимания процессов поддержки ВИЭ рассмотрим каждую из вышепреведенных мер.

«Зеленые сертификаты» — это такие сертификаты, которые подтверждают генерацию определенного объема электроэнергии из возобновляемых источников. Данные сертификаты получают только те производители, которые прошли квалификацию в соответствующем органе. Как правило, «зелёный сертификат» подтверждает генерацию в размере 1 Мвт-ч (хотя данная величина может быть другой). «Зелёный сертификат» может быть продан либо вместе с произведенной электроэнергией, либо отдельно, обеспечивая дополнительную поддержку производителя электроэнергии. В соответствии с некоторыми программами сертификаты можно накапливать (для последующего использования в будущем), либо занимать (для исполнения обязательств в текущем году). Движущей силой механизма обращения зеленых сертификатов является необходимость выполнения компаниями обязательств, взятых на себя самостоятельно или наложенных правительством.

Что касается возмещения стоимости технологического присоединения, то для повышения инвестиционной привлекательности проектов на основе ВИЭ государственными органами может предусматриваться механизм частичной или полной компенсации стоимости технологического присоединения генераторов на основе возобновляемых источников к сети. Каждая страна сама для себя решает, какой процент затрат на технологическое присоединение будет покрыт государством. Лишь в Китае сетевые организации полностью принимают на себя все затраты.

Так же существует механизм, предназначенный для привлечения инвестиций в технологии использования возобновляемых источников энергии. Фиксированные тарифы на энергию, полученную из ВИЭ, могут отличаться не только для разных источников возобновляемой энергии, но и в зависимости от установленной мощности. Одним из вариантов системы поддержки на основе фиксированных тарифов является использование фиксированной надбавки к рыночной цене энергии из ВИЭ. Эта надбавка выплачивается в течение достаточно продолжительного периода (от 10 до 20 лет), тем самым гарантируя возврат вложенных инвестиций и получение прибыли.

Поддержка ВИЭ так же предусматривает получение розничного кредита на равную или большую величину выработанной электроэнергии. Это называется системой чистого измерения. Устанавливаются двусторонне счетчики, которые позволяют измерить электроэнергию, проходящую как в прямом, так и в обратном направлении. Таким образом, можно учитывать отданную в сеть электроэнергию во взаимных расчетах с электроснабжающей организацией.

Чистое измерение дает возможность небольшим системам иметь нулевой счет-нетто с потребителем при условии, что потребитель изменяет динамику потребления за счет использования электричества в период меньшей стоимости. К примеру, охлаждает воду, используемую в системе кондиционирования, либо заряжает аккумуляторные батареи в период низкого тарифа. В то же время, электричество, производимое в период пиковой нагрузки, по большей части отдается в сеть, а не потребляется локально.