Перспективы и проблемы развития альтернативной энергетики на основе возобновляемых источников энергии

Введение . Проблемы развития мировой энергетики являются одними из необходимых и важных задач, которые потребуется решить человечеству в ближайшие годы. Начало XXI века показало всю остроту проблем использования традиционных источников энергии, которые создают большие проблемы человечеству, в том числе и экологические.

Энергия существует в двух видах: невозобновляемая или традиционная, и возобновляемая (альтернативная) (ВИЭ). Условно все источники энергии можно подразделить на невозобновляемые и альтернативные (возонобляемые). К первым относятся нефть, уголь, газ и иные природные ископаемые, которые в конечном итоге закончатся на планете. К основным её преимуществам относятся относительная дешевизна, а к недостаткам – выброс в атмосферу Земли парниковых газов и связанным с данным явлением глобальное изменение климата. Ко вторым источникам отнесем природные явления и неисчерпаемые ресурсы, вырабатывающие природной средой. Главным и основным её недостатком является на данный момент времени высокая стоимость вырабатываемой энергии, а преимуществом – нейтральное отношение к природе и распространение по всей территории планеты.

Альтернативная энергетика представляет собой возобновляемый ресурс, который замещает собой традиционные источники энергии в виде нефти, газа и угля, оказывающее негативное влияние на экологию планеты и способствующие глобальному потеплению.

Альтернативная энергетика обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционной, основные из которых:

• -    нейтральное отношение к окружающей среде и самому человеку;

• -    возможность бесконечно использовать их потенциал;

• -    сохранение потенциала природных ресурсов для будущих поколений; - создание новых рынков труда;

• -    повышение энергетической безопасности развивающихся стран с целью снижения политической зависимости от развитых стран.

Под альтернативной энергетикой понимается осуществление производства энергии из экологически безопасных источников, не наносящих вред окружающей среде. Отличие от традиционной энергетики состоит в том, что в её производстве не участвуют нефть, газ, уголь и другие природные ископаемые, которые способствуют росту глобального потепления за счёт увеличения парниковых газов в атмосфере Земли.

Основным достоинством ВИЭ является их нейтральное отношение к окружающей природе и неиссякаемые резервы в эксплуатации, одновременно позволив человечеству решить три сложных проблемы: продовольственную, экологическую и энергетическую.

Обобщая и анализируя различные ВИЭ, их характеристики и особенности, можно выделить общие основные черты:

• -    они постоянно возобновляются и, следовательно, не ограничены в объёмах, значительно превышая потребности человечества на данном периоде развития;

• -    их природа происхождения напрямую связана с геофизическими процессами Земли, периодичность зависит от параметров вращения вокруг Солнца и своей собственной оси.

ВИЭ присуще распределение по всей территории планеты, на всех материках и континентах. Им присуща высокая зависимость от природных условий и относительно малая плотность энергетического потока, в расчётах принимается полученная информация за отчётные периоды наблюдений

Одним из самых распространённых источников ВИЭ является солнечная энергия вследствие постоянного финансирования и инвестирования крупного капитала. По приблизительным подсчётам экономистов и учёных, солнечной суточной энергии хватило бы человечеству на целый год при иных уровнях технологии её переработки. Данный вид доступен во всех уголках мира, распространение получило в местах, где его стоимость меньше традиционного и в тёплых странах с большим количеством солнечных дней. Однако есть множество проблем эксплуатации данной технологии, таких как зависимость от погодных условий, дороговизна конструкций и сложность при утилизации солнечных батарей. К тому же солнечные батареи занимают гигантские площади, что также является недостатком данного вида энергии.

Необходимость развития ВИЭ в стране обусловлена тем, что на её большей части применяется децентрализованное снабжение электроэнергией, часто применяемое морально устаревшее и изношенное оборудование. Внедрение ВИЭ позволило бы обеспечить жителей страны, особенно в её удалённых частях, постоянными источниками энергии.

В целях решения экологических и энергетических проблем современные ученые, политики, экономисты предлагают начать постепенный переход от традиционных источников энергии к ВИЭ. Особенно важно значение в данном переходе именно экологической составляющей, так как безудержное и непрерывное использование полезных ископаемых привело к глобальному повышению температуры на Земле. Если в начале двадцатого века человечество ещё не задумывалось о начавшемся изменении климата на планете, то в середине прошлого века данную проблему начали рассматривать многие государства и в том числе ООН. Началом международного сотрудничества в области изменения климата стала проведённая в шведском Стокгольме конференция по вопросам сохранения окружающей среды, на которой была принята «Декларация об окружающей среды». Данная декларация явилась отправной точкой международного взаимодействия большинства стран мира под эгидой ООН в области сохранения окружающей среды[3]. В дальнейшем это сотрудничество только ширилось, так как глобальное потепление климата стало очевидным. На многочисленных заседаниях, встречах и конференциях были приняты исторические решения в пользу перехода на возобновляемые источники энергии, которые стали альтернативой традиционной энергетики. Стоит отметить Парижское соглашение, ставившее своей задачей ограничение роста глобальной температуры в пределах 2 0С по сравнению с началом промышленной революции. По возможности была поставлена задача ограничения роста температуры в пределах 1,5 0С в целях предотвращения глобального потепления и катастрофических последствий изменения климата[4].

В настоящее время по данным Международного энергетического агентства (IЕА) за 2021 год, основное производство энергии осуществляется традиционным путем за счёт сжигание полезных ископаемых. Но темпы роста альтернативной энергии впечатляют, например, выработка энергии за счет солнца и ветра с 2011 по 2021 год увеличилась с 2% до 10% в мировом масштабе. За этот же период времени доля производства энергии в мире из возобновляемых источников увеличилась с 20% до 28%[11].

Материалы и методы. В статье анализировалась нормативно-правовая база Российской Федерации в области развития альтернативной энергетики. Использовались теоретические методы при анализе научной литературы по данной проблеме исследования для обобщения данных и практические методы для изучения документов по развитию альтернативной энергетики.

Результаты и обсуждение.

Выработка энергии на основе возобновляемых источников энергии стране развивается в основном по следующим направлениям:

• -    солнечная энергетика (фотовольтаика);

• - ветроэнергетика;

• -    малая гидроэнергетика.

Однако, несмотря на определенные усилия со стороны органов власти РФ и бизнеса, рынок энергетических ресурсов на основе ВИЭ не играет существенной роли и составляет примерно 1%, что является величиной на уровне статистической погрешности.

Первоначально в нормативно-правовой базе по развитию альтернативной энергетики упоминалось в 2009 году в изданном распоряжении Правительства РФ №1-р «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2035 года» [5]. Данное распоряжение послужило толчком развития ВИЭ в стране на последующие годы. В 2013 году было принято постановление Правительства РФ № 449 от 28.05.2013 г. о регулирование рынка ВИЭ с целью стимулирования крупного бизнеса инвестировать в производство энергии из ВИЭ[6].

Непосредственно механизм стимулирования в альтернативную энергетику был утверждён в 2015 году и сразу вступил в силу на всех розничных рынках. Данное постановление Правительства «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности» было принято с целью стимулировать крупный бизнес инвестировать в объекты альтернативной энергетики[6].

В следующем году был принят проект энергетической стратегии РФ на период до 2035 года, в котором обозначены основные ориентиры развития альтернативной энергетики и декларируется рост получения энергии из ВИЭ в 9-14 раз [5]. К сожалению, данная стратегия, скорее всего, не будет выполнена или, в крайнем случае, выполнена в неполном объёме.

Вернемся немного к истории развития энергетики из ВИЭ, за исключением крупных ГЭС. История развития альтернативной энергетике в стране достаточна молодая, если не считать возведение крупных ГЭС, построенных ещё в годы Советской власти.

Она начала развиваться с 2010-х годов, когда бизнес начал вкладывать средства в развиие альтернативных источников. В 2011 году были построены малые ГЭС и БиоТЭС, которые получили наибольшую популярность в стране. Особенно опережающими темпами развивается биотопливная отрасль, которая является единственной, достигшей значительных результатов.

По данным 2014 года в стране было произведено энергетики с использованием ВИЭ на 1, 7 ГВт, большая часть которой приходится на малые (до 50 МВт) ГЭС . В 2015 году объём произведённых объёмов энергии составил 906,3 МВт, что является катастрофически малой величиной. Например, такие страны, как Китай или Индия, в настоящее время оперируют цифрами в десятки и сотни ГВт. Эксплуатировались 5 относительно крупных ветряных электростанции, большая часть из которых работала частично, из них две были введены в 2014-2015гг. в рамках государственной поддержки. В 2017 году с помощью инвестиций «Роснано» совместно с финской Fortum стоит ветряную ЭС, с «Ростехом» -мусоросжигающие ТЭС, с «Реновой» сооружает солнечную ЭС. Результатом всей работы стало производство энергии с помощью ВИЭ в количестве 1,3 ГВт, что явилось весомым показателем для нашей страны. В 2020 году вступил в силу закон о микрогенерации, благодаря которому государство может покупать излишки электроэнергии, выработанной на альтернативных электростанциях[1].

В период с 2013 по 2020 годы программа поддержки альтернативной энергетики пересматривалась шесть раз, постоянно меняя цели и ориентиры:

• -    в связи с переносом неисполненных объёмов на период 2021-2024 года;

• -    перераспределение 450 МВт в пользу твёрдых бытовых отходов из ветроэнергетики и малых ГЭС;

• -    дальнейшее перераспределение в пользу солнечной и ветряной энергетики, сократив МГЭС;

• -    переносом части объемов из новой программы поддержки ВИЭ[8] .

Постоянные шараханья и метания не могли пойти на пользу развития альтернативной энергетики, постоянные корректировки планов привели к тому, что ни один из них так и не был доведён до конца в 2020 году.

На следующий год, 2021, была утверждена Концепция развития водородной энергетики, в которой основной целью утверждено производство и экспорт водорода в развитые страны. Для достижения данной цели было предусмотрено формирование соответствующей инфраструктуры для его транспортировки и хранения, строительства производства комплектующих частей и оборудования. И в этом же году «Новатек» первой в стране начала экспортировать водород в промышленных объёмах, а непосредственным объектом явился Обский газохимический комплекс в районе порта Сабетта.

В начале 2022 года правительство РФ приняло новую дорожную карту по водороду с горизонтом планирования до 2030 года. Целью новой карты заявлено создание необходимых И³⁶ Агротехника и энергообеспечение. - 2023. - № 4 (41)

оборудования и технологий с целью производства водорода на основе атомной энергии и природного газа с целью его применения в промышленности или экспорте в другие страны [2].

На 2022 год страна показала следующие результаты. По данным российской ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ) установленная мощность электрической генерации на основе ВИЭ составила 5,78 ГВт. В рамках программы договора о предоставлении помощи были выедены в эксплуатацию 98 объектов энергетики общей мощностью 4,002 ГВт. Основными из них являются СЭС мощностью 1,788 ГВт, ВЭС – 2,168 ГВт, малые ГЭС – 46 МВт [8]. К сожалению, планы по вводу новых мощностей оказались не выполненными. Одной из основных причин явилось проведение СВО на Украине и последовавшее за этим сворачивание инвестирования со стороны развитых стран. Например, финская Fortum заявила об уходе с российской рынка в 2023 году ввиду санкций, которые были наложены на страну в 2022-2023 годах[10].

В основном по данной причине за 2022 год были введены объекты энергетики мощностью всего 420 МВт. А на альтернативную энергетику страны по состоянию на 2022 год приходится всего 0,5% от всего вырабатываемого объема энергии[9].

В прошлом году отечественные и немецкие эксперты спрогнозировали, что РФ способна к 2050 году полностью перейти на альтернативную энергетику, но для этого необходима политическая воля Правительства РФ и экономическое стимулирование бизнеса, который на данный момент ещё готов инвестировать в ВИЭ. Ведь Российская Федерация значительно отстаёт от мировых лидеров по производству альтернативной энергии в десятки и сотни раз, например, от КНР в 170 раз. К сожалению, наша страна катастрофически отстает не только от мировых лидеров в области производства альтернативной энергетики, но и от развивающихся стран БРИКС и даже стран Персидского залива.

В январе текущего года было заключено соглашение о реализации дорожной карты между Правительством РФ, «Газпромом» и «Росатомом» в целях в целях дальнейшего развития водородной энергетики в рамках проекта «Чистая энергетика»[2]. В этом году в целях её реализации Правительством было выделено 9,3 миллиардов рублей на развитие водородной энергетики в стране до конца 2024 года. В настоящее время производство энергии на основе ВИЭ показывает положительное динамику только биотопливо и гидроэнергетика, на их долю приходится подавляющая часть от альтернативной энергетики. Развитие секторов солнечной и ветровой электроэнергетики находятся, к сожалению, практически на нулевой отметке. В отдалённой перспективе объём генерации путём использования альтернативной энергетики с учётом всех ГЭС планируют довести до 20% от всех вырабатываемой энергии в стране.

Для сравнения приведём результаты развития альтернативной энергетики в мире. На 2020-2021 года установленная мощность генерирующих станций на основе ВИЭ в мире составила 1 347 ГВт с учётом МГЭС. Только в 2020 году прирост составил 7,4%, а мощность выросла на 176 ГВт[8]. Переход большинства стран на использование энергетики из ВИЭ обусловлен с целью улучшения экологической ситуации в своих странах, уменьшением зависимости от импорта традиционных видов сырья, особенно учитывая их резкий рост в 2022 году, а также развитием технологий производства. За последние десять лет в альтернативную энергетику в мире было вложено более 3 триллионов долларов, из которых только за последние три года – один.

Заключение. Проведенное исследование научно-нормативных актов и документов, систематизация и обобщение данных по развитию альтернативной энергетики, что р азвит ие

Агротехника и энергообеспечение. – 2023. – № 4 (41) 37

мировой экономики неразрывно связано с развитием альтернативной энергетики. Особые надежды возлагаются на генерацию энергии с помощью природных возобновляемых источников энергии: ветра, солнечной энергии, энергии воды и приливов-отливов, геотермальной и водородной энергии, растительного топлива, «дождевых батарей» и т.д. Все источники энергии, используемые человечеством, можно поделить на традиционные и альтернативные (нетрадиционные). Альтернативная энергетика призвана получать энергию из нетрадиционных (возобновляемых) источников. Развитие альтернативной энергетики стало инновационной наукоёмкой отраслью получения необходимых и доступных энергетических услуг, как на мировом, так и на внутреннем рынке.

Многие страны мира, как развитые, так и развивающиеся, стараются вкладывать и инвестировать средства в возобновляемые источники энергии и развитие совершенных эффективных технологий с привлечением искусственного интеллекта. Инвестиции, вложенные в возобновляемую энергетику, позволили снизить стоимость солнечных электростанций (СЭС) за последние десять лет на 60%, а цены на строительство объектов ветроэнергетики упали на 40%[12].

В соответствии с Парижским соглашением большинство стран мира начало реализовывать национальные планы по сокращению производства энергии из традиционных источников с постепенным переходом на более чистые виды топлива – возобновляемые источники энергии. Планируется, к 2030 году в большинстве развитых стран и странах-лидерах развивающегося мира ВИЭ станут основными в области генерации энергии. Альтернативная или «зелёная» энергетика становится всё более доступной вследствие снижения её цены для потребителей. Снижение цены на ВИЭ осуществляется как вводом новых генерирующих мощностей, так и разработкой и внедрением новых технологий и оборудования, что влечёт уменьшение его стоимости. Осуществляется закономерный процесс роста эффективности затрат на её производство и снижение цены электроэнергии, которая вырабатывается с помощью ВИЭ. По данным исследовательских организаций, за последние годы ввод мощностей по генерации энергии из ВИЭ постоянно растут, а в некоторых странах, таких, как Китай или Индия, растут стремительными темпами. По данным исследовательской организации Ember, солнечные и ветровые станции суммарно выработали почти десятую часть (9,8%) мировой электроэнергии, практически догнав АЭС, доля которых составила 10,5%[7]. Переход человечества на альтернативные источники энергии стал неизбежен и необратим. Следовательно, нашей стране также необходимо ускорить развитие альтернативной энергетики, с помощью государственного управления активнее стимулировать бизнес на выпуск новых генерирующих мощностей. Но, несмотря на разработку и реализацию многочисленных проектов и планов, создание нормативноправового поля и механизма поддержки объектов ВИЭ, наращивание темпов ввода новых генерирующих ВИЭ, Российская Федерация значительно отстаёт не только от развитых стран, но, к сожалению, от развивающихся.

Также необходимо отметить и недавно возникшую причину для роста генерации альтернативной энергетики - санкции, которые были наложены и продолжают накладываться на нашу страну в связи с проведением СВО. Несмотря на значительную локализацию отрасли ВИЭ, зависимость от импортных комплектующих и материалов достаточно велика, необходимо государству предпринять срочные меры по открытию недостающих производств. В связи с большой изоляцией российской экономики от развитых стран могут также возникнуть серьёзные проблемы с привлечением иностранных специ алистов и экспертов для ввода пусконаладочных работ и программному обеспечению.

Однако эти проблемы решаемы и не должны вызвать серьёзных трудностей в развитии объектов ВИЭ. Учитывая размеры территории страны, географические и экономические отличия от большинства стран мира, их опыт и политика по внедрению альтернативной энергетики не подходит.

Нашей стране необходимо постепенно внедрять наиболее успешные технологии в свою энергетическую сферу и коснуться это должно, прежде всего, тех регионов, где использование ВИЭ наиболее эффективно. Также рост доли альтернативной энергетики в стране будет способствовать решению проблем недостающего энергетического снабжения в труднодоступных районах страны и одновременно способствовать сохранению её рекреационных и природоохранных зон.