Перспективы использования альтернативных источников энергии

Рассматривая гидроэнергетику, можно отметить, что потенциал крупной гидроэнергетики почти полностью исчерпан. Однако ее доля может быть увеличена за счет повышения эффективности гидроэлектростанций. В то же время технический потенциал в рамках ветровой энергии может в среднестатистической перспективе быть использован с соответствующей экономической рентабельностью. Кроме того, существует вполне неплохой технический потенциал для солнечной и геотермальной энергии, но в среднесрочной перспективе их использование не видится экономически целесообразным.

При этом освоение технического потенциала будет определяться экономическими предпосылками, а также рамочными условиями [3]. Следует отметить, что фокусирование производства энергии на ископаемых источниках, растущее значение угля, представляет в себе угрозу того, что в сочетании с экономическим ростом и повышенным спросом на энергоносители будет наблюдаться повторное увеличение выбросов различных газов. Тем самым, длительный период использования вновь созданных ископаемых генерирующими мощностями приведет к зависимости от выбранного пути и определит баланс выбросов вплоть до середины этого века.

Вследствие этого Российская Федерация будет плохо подготовлена к возможным будущим обязательствам по защите климата, которые, по-видимому, кажутся вероятными в случае дальнейшей интеграции энергорынков. До сих пор энергетическая политика страны делала ставку на субсидирование внутренних цен на электроэнергию и тепло. Это дополнительно повышает и без того уже высокий порог для появления возобновляемых источников и снижает экономичность этих экологически благоприятных технологий.

В этой сфере наблюдается процесс переосмысления энергетической политики. После роста цен на энергоносители сейчас осуществляется постепенное сокращение субсидий. Это создает микроэкономические стимулы для эффективного использования энергии и улучшения рамочных условий для развития альтернативных источников энергии. Сектор альтернативных источников достаточно развит. Часть возобновляемой энергии в общем энергопотреблении составляет примерно 3% [4].

Исключение составляет использование крупных гидроэлектростанций с существенной долей в энергопотреблении (в электроэнергетическом секторе), которая достигает 7% от выработки электроэнергии. При этом повышение эффективности использования альтернативных источников энергии является достаточно актуальной проблемой, решаемой различными путями, которые предусматривают как улучшение технико-экономических характеристик собственно энергетического обо- рудования, так и оптимизацию его энергетических балансов и режимов.

Особое значение играет использование биомассы. Благодаря использованию различных видов биомассы было произведено энергоресурсов, которые примерно соответствуют 0,7% национального спроса на первичную энергию [1]. Биоэнергия вырабатывается главным образом в результате сжигания древесины, соломы и торфа и используется в децентрализованном режиме для производства тепла и/или горячей воды.

Технический потенциал в рамках использования биомассы, согласно соответствующим данным, составляет от 126 до 162 ТВт∙год или 195 ТВт∙час. Наибольшие доли приходятся на солому (45 ТВт∙ч.) и энергетические культуры (41 ТВт∙ч). Учитывая уже достигнутый уровень использования возобновляемых энергоресурсов, следует отметить, что многолетние традиции использования биотоплива, прежде всего, древесины в лесистых местностях, сохранились и по сегодняшний день. Древесина являются там одним из основных энергоносителей для жизни в сельской местности, однако энергоэффективность по сравнению с современными установками для сжигания древесины является очень низкой, при этом на краткосрочную перспективу выход часто усматривается в модернизации на основе установок для сжигания газа.

Текущее использование твердой биомассы, такой как древесина, солома или торф, в домашних хозяйствах и промышленных объектах составляет около 11 МВт. Потенциал этих ресурсов оценивается на уровне 9200 МВт. Природный газ можно было бы сэкономить в объеме 5,2 млрд. кубометров. Для этого потребуются инвестиции в размере 0,53 млрд. долларов США. Технология не требует больших инвестиций на единицу мощностей и для нее характерны короткие сроки амортизации и наличие национального технологического потенциала.

В Российской Федерации в настоящее время есть лишь несколько установок по производству биогаза. Биогазовый потенциал энергетических культур, таких как кукуруза, оценивается на уровне примерно от 6,28 до 12,57 ТВт∙ч, причем этот показатель соответствует объемам экспорта зерна. Тем самым, технический потенциал биогаза может составлять около 4-8% от общего производства электроэнергии в Российской Федерации. Согласно имеющимся данным [2], в 2030 г. экономический биогазовый потенциал должны образовывать 2990 установок с установленной мощностью 731 МВт или 405 МВт.

Решающее значение будут иметь структура и размер сельскохозяйственных предприятий. В 2023 г. лишь 3% хозяйств были способны самостоятельно собрать органическое сырье для биогазовой установки с мощностью в рамках 500 кВт. Следовательно, развитие сельскохозяйственного сектора также будет важным, для каких предприятий эксплуатация такой установки будет эффективной.

Практика показала, что энергия Солнца не только неисчерпаема и бесплатна, но и безоговорочно наиболее экологична любому из доступных человеку видов энергии. Солнце посылает нашей планете ежедневно 960 млрд. киловатт энергии. Это означает, что в будущем ни один из способов получения энергии не пройдет мимо использования энергии Солнца.

В связи с актуальными экологическими проблемами и осознанной необходимостью энергосбережения, во всем мире все больше внимания уделяется использованию возобновляемой энергии, например солнечной энергии, для получения тепла. Значительные возможности энергообеспечения открываются благодаря внедрению солнечных коллекторов для систем горячего водоснабжения. С помощью солнечных коллекторов можно получать энергию без вредной нагрузки на окружающую среду. Правильно рассчитанная гелиосистема может покрыть до 50-60% энергетических затрат, затрачиваемых обычно на горячее водоснабжение.