Рубрика "ЭкоГрада": версии и проекты от учёных-экологов. Геннадий Осадчий
Вместо введения
Новости по ВИЭ (аналитика):
Ниже Вашему вниманию предлагаем статью о резонах для инвестиций в солнечную генерацию в колонке, написанной для Sk.ru, директора Российской ассоциации предприятий солнечной энергетики Антона Усачева.
Подготовлено: Нурила Отунчиева, Общественный фонд «Юнисон», Кыргызстан
Редактор — Нурзат Абдырасулова, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., www.unison.kg
Мы являемся свидетелями начала конца углеводородной энергетики. Таков лейтмотив апрельской (2015 г.) публикации агентства Bloomberg, по данным которого объем произведенной из возобновляемых источников энергии (ВИЭ) электроэнергии превысил угольную, нефтяную и газовую генерацию вместе взятые.
Точка невозврата, по данным Bloomberg, пришлась на 2013 год, когда из возобновляемых источников в мире был получен 143 ГВт электроэнергии против 141 «углеводородных» ГВт (так в первоисточнике, примечание автора проекта «АЭ»). В некоторых регионах планеты производить электричество из ВИЭ стало дешевле, чем из ископаемого топлива, свидетельствует исследование Международного агентства возобновляемой энергетики (IRENA).
Итоги 2013 года для отрасли энергетики ВИЭ, приведенные в подсчетах Bloomberg New Energy Finance, находят свое отражение в глобальном секторе электроэнергетики и по сей день. Темпы вводов новой генерации на основе ВИЭ будут в последующие годы на таком же агрессивном уровне — как по приросту установленной мощности, так и по объему привлеченных инвестиций. К примеру, в 2014 году были введены в строй рекордные 41 ГВт новой солнечной генерации, что примерно на 10 % больше, чем годом ранее (в 2013 году было построено 37 ГВт солнечных электростанций). А общий объем солнечной генерации в мире сегодня уже превышает 180 ГВт. На сегодняшний день в солнечную энергетику во всем мире инвестировано уже более 150 млрд долларов, и ежегодно этот объем увеличивается на 15 – 20%.
По разным оценкам, в 2015 году ожидается ввод в строй порядка 50 – 55 ГВт солнечной генерации. При этом фокус развития смещается в Китай, Индию и США, Латинскую Америку и Африку.
Согласно прогнозу крупнейшей международной консалтинговой компании IHS, суммарная установленная мощность солнечных электростанций в мире может достичь 500 ГВт к 2019 году. Таким образом, рынок за ближайшие 5 лет вырастет на 177 %, а средний ежегодный объем ввода новых мощностей на солнечной энергии будет на уровне 64 ГВт (средний темп ежегодного роста 48 %).
По оценкам Международного энергетического агентства, солнечная энергетика станет крупнейшим ресурсом обеспечения мировых потребностей в электроэнергии к 2050 году.
Падение цен на углеводородное сырье не только сегодня, но, пожалуй, уже никогда не сможет повлиять на снижение темпов развития энергетики ВИЭ. Хотя случись оно пять лет назад, когда все виды энергетики ВИЭ проходили первую стадию экономического и технологического созревания, дешевая нефть существенно перенесла бы временные рамки рассвета целой индустрии — энергетики ВИЭ. Но точка невозврата уже пройдена. Мы видим, как все виды традиционной генерации отступают перед технологическим развитием и стремительным удешевлением ВИЭ.
Возьмем богатые углеводородами ОАЭ, которые вопреки нашим распространенным представлениям ставят перед собой цель достичь доли ВИЭ в энергобалансе страны как минимум на уровне 5 % к 2020 году. В России этот же показатель к аналогичному периоду должен составить 2,5 %. Приводя аргументы в пользу состоятельности заявленных планов, власти ОАЭ, отмечают прежде всего, экономическую составляющую той же солнечной энергетики. Ведь еще в 2008 году стоимость солнечной электрической установки, размещаемой на территории ОАЭ, составляла порядка 7 долларов за 1 Вт, а в 2014 году стоимость аналогичной по составу оборудования системы уже стала 1,5 доллара за 1 Вт. Такие темпы снижения стоимости солнечной генерации характерны для отрасли в тех странах, где реализуются программы поддержки ВИЭ. И такой динамикой снижения стоимости не может похвастаться ни одна традиционная генерация.
Более того, стоимость солнечной и ветровой электроэнергии в последние два года уже сравнялась со стоимостью традиционной. К примеру, в тех же ОАЭ солнечная электростанция мощностью 100 МВт готова гарантировать поставку электроэнергии по фиксированному на 25 лет тарифу – 0,06 долл. за 1 кВт∙ч, что сопоставимо в том регионе с ценой на газовую электроэнергию. Это явление называется сетевым паритетом, и оно уже получило широкое распространение в США, Италии, Германии, Индии, ЮАР.
В последнее время фокус развития энергетики ВИЭ все активнее смещается из Европы в Китай, США, Латинскую Америку, Африку, Японию. В этих странах активно проводятся так называемые долгосрочные аукционы на поставку, в частности, солнечной электроэнергии. Во многом это связано с тем, что в этих странах действуют налоговые льготы на ВИЭ (Уругвай), выдаются льготные кредиты от государственных банков (Бразилия), применяется льготное финансирование (Чили), продолжают действовать инвестиционные налоговые кредиты и ускоренная амортизация (США).
Россия стоит на пороге открытия для себя новой отрасли, а вернее ее восстановления, так как еще в 70-е годы советская научно-производственная база была на более высоком уровне. Сейчас только в нашей стране благодаря государственной поддержке и частным инвестициям стали появляться высокотехнологичные производственные мощности (в феврале этого года в Новочебоксарске начался промышленный выпуск солнечных модулей), российские ученые за сравнительно короткий промежуток времени разработали высокоэффективные солнечные элементы с КПД не ниже 20 %, строятся масштабные солнечные электростанции, суммарная мощность которых к 2020 году должна достичь 1,5 ГВт. Среди ключевых факторов, влияющих на развитие энергетики ВИЭ в России, — создание новых производств с учетом высокого спроса на генерирующее оборудование (в основном солнечные модули и инверторы, ежегодный объем отечественного рынка порядка 200 – 240 МВт), развитие электросетевого хозяйства для подключения новой генерации и наличие доступных и «длинных» заемных средств. Текущие ставки банковских кредитов совершенно неприемлемы для проектов энергетики ВИЭ.
Источник:
15.04.2015, http://www.bloomberg.com/news/articles/2015-04-14/fossil-fuels-just-lost-the-race-against-renewables
исследование Международного агентства возобновляемой энергетики (IRENA) - Renewable Power Generation Costs In 2014 http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/IRENA_RE_Power_Costs_2014_report.pdf
Учения НАТО по применению "зеленой энергетики" в военных целях стартовали на полигоне Баконь в Венгрии. Цель маневров — изучение возможностей использования нетрадиционных источников электроэнергии и энергосберегающих технологий для повышения автономии, в том числе от поставок горючего, развернутых на театре военных действий сил.
"Программа Smart Energy (умная энергетика) НАТО является важным фактором миссий армии будущего. Она снижает затраты и риски военных операций, а также отмечает их влияние на климат", — заявил в этой связи замгенсека НАТО Сорин Дюкару.
Как сообщила пресс-служба НАТО в маневрах Capable Logistician, что можно перевести как "Способный тыловик", принимают участие около 1,7 тыс. военных и 30 технических экспертов, которые протестируют около 50 единиц инновационного оборудования. В учениях принимают участие четыре государства НАТО — Польша, Венгрия, Чехия и Словакия.
В ходе маневров испытаны различные портативные солнечные и ветряные генераторы, использование микросетей и энергосберегающих ламп для повышения энергоэффективности военных лагерей и полевых баз, а также малогабаритные персональные аккумуляторы для питания электрооборудования солдат.
Военные отрабатывают действия по реагированию на чрезвычайные ситуации в масштабах полевой военной базы, включая отключения электричества, загрязнение воды и дизельного топлива, выход из строя штатных дизельных генераторов и т.д.
Программа Smart Energy НАТО по повышению энергонезависимости своих военных в полевых условиях была запущена в 2011 году. Она направлена на комбинированное использование нетрадиционных источников энергии и энергосберегающих технологий.
Источник: 13.06.2015, http://local.com.ua/forum/topic/74999-nato-provodit-uchenija-s-ispolzovaniem-altern/
А в это же время буржуазная Европа предлагает своим гражданам —
Принцип «трех нулей» (Triple Zero)
– ноль энергопотребления, ноль вредных выбросов, ноль отходов — с 2021 года станет в Европе обязательным для всех строительных проектов. Этого, в частности, требует директива ЕС по энергоэффективности зданий
Triple Zero:
Нулевое энергопотребление. При помощи возобновляемых источников энергии (ВИЭ) — солнца, ветра, биотоплива, рек, приливов, отливов и т.д. — уже сегодня некоторые активные дома в течение года производят энергии больше, чем потребляют. Положительного эффекта также удается достичь за счет применения энергосберегающих технологий, качественной теплоизоляции помещений. На случай возникновения перебоев с собственной энергией здания в резервном порядке подключаются к общей сети и берут энергию из нее. Однако затем возвращают обратно с излишком. По итогам года самые современные активные здания могут приносить дополнительную выгоду.
Нулевое количество вредных выбросов. Применение энергосберегающих, а также биоклиматических технологий в активных домах до минимума снижает вредные для людей и окружающей среды выбросы (углекислый газ, летучие органические вещества и т.д.).
Нулевые отходы. Активные здания, которые отслужили свой срок, должны легко демонтироваться, а все конструкции, состоящие исключительно из экологичных материалов, отправляться на вторичную переработку. То есть после дома не остается никаких отходов.
Последние новости: Мощность ВИЭ в Мире в 2015 году выросла на 8,3 %, что является самым высоким показателем за всю историю наблюдений. Статистика основана на анализе данных из 13546 точек более чем 200 стран мира.
Проект «Альтернативная энергетика»
(российская инициатива)
Самое необходимое в любой период времени – это энергия. Когда холодно – нужно тепло. Когда жарко – нужна прохлада. При любом виде деятельности нужны механическая и электрическая энергии. Все окружающее нас наполнено энергией. Проект «Альтернативная энергетика» («АЭ») направлен на преобразование энергии Природы, для улучшения жизни людей, без ущерба для окружающей среды.
Климат России определяет повышенную сезонную потребность россиян в отдельных видах энергии. При относительно стабильном спросе в течение всего года на механическую и электрическую энергии, летом резко возрастают расходы воды и искусственного холода, а зимой тепла. Удовлетворить часть этих потребностей можно за счет комплексного использования солнечной энергии.
В проекте «АЭ» представлены технологии использования солнечной энергии, аккумулированной в солнечном соляном пруду (salinity-gradientsolarpond, salt-gradientsolarpond) и теплоты (талой воды)/холода (льда) котлована для бесперебойного энергоснабжения малых потребителей.
Это технологии совместного использования солнечной энергии и энергии, запасенной в котловане, которые могут обеспечить:
Летом: водоснабжение; выработку электрической энергии; выработку среднетемпературного холода.
Зимой: теплоснабжение.
Это технологии раздельного использования солнечной энергии и энергии, запасенной в котловане, которые могут обеспечить:
Летом: сушку торфа, одежды и обуви, нагрев воды и воздуха; производство биогаза (биометана); приготовление пищи; удовлетворение физиологических потребностей (летняя баня); охлаждение воздуха.
Зимой: подогрев воздуха.
Определена экономическая эффективность (расчет) системы холодотеплоснабжения для средней полосы России, на примере Омской области.
Разработана конструктивная схема по концентрации отраженной солнечной энергии в солнечный соляной пруд, позволяющая обеспечить увеличение поступления солнечного излучения в пруд в утренние и вечерние часы в 2 – 5 раз, по сравнению с обычными концентраторами.
Выполнены расчеты, по предложенным автором математическим зависимостям (моделям) и алгоритму, поступления в пруд прямого и отраженного солнечного излучения, а также рассеянного солнечного излучения.
Человечество ежегодно потребляет 7 – 8 млрд тонн минеральных ресурсов, а воды расходуется, в среднем, 8 – 7 млрд тонн ежесуточно. Наибольшее потребление воды в России, а значит и энергии на ее перекачку, приходится на летний период. Отмеченная закономерность, несмотря на короткое лето, позволяет более половины водоснабжения для сельского хозяйства, обеспечивать за счет солнечной энергии. Актуальность водоснабжения от солнечной энергии основывается на том, что чем больше солнечной энергии, тем засушливее лето, а значит, тем легче недостаток естественного увлажнения восполнить орошением. Когда же нет Солнца, дожди заливают урожай, то нет потребности в орошении.
Значительная часть из 10 млн населения России неприсоединенная к электрическим сетям проживает в Сибири и на Дальнем Востоке. Они получают энергию в основном от автономных дизель-генераторов небольшой мощности. Необходимое для этого топливо завозится из далеко расположенных центров автотранспортом, водными путями, а иногда даже вертолетами, что делает это топливо очень дорогим. Из-за этого не осваиваются для проживания и хозяйственной деятельности живописнейшие местности.
Выработка электроэнергии летом на базе солнечного соляного пруда гарантирует малым потребителям, бесперебойное электроснабжение в любое время суток для холодильного оборудования, осветительных приборов, водоснабжения, медицинского оборудования, радиоаппаратуры и электробытовых приборов.
Развитие рыночных отношений в России, приведших к тому, что скоропортящиеся продукты питания и технологическое сырье уже не раскупают с «колес», резко увеличивает потребность производителей и переработчиков, в теплый период времени, в холоде. Огромные просторы России с неразвитой сетью транспортных коммуникаций предопределяют необходимость иметь значительные страховые запасы продуктов питания и технологического сырья, хранение и реализация которых также связаны со значительным потреблением холода. Главное преимущество использования солнечной энергии летом для замораживания и охлаждения состоит в совпадении максимумов ее поступления и потребления искусственного холода. При этом применение солнечной энергии для выработки холода эффективно вдвойне, так как разумно размещенная приемная часть солнечной установки, затеняя охлаждаемые объекты, уменьшает поступление в них солнечного тепла, и, следовательно, потребность в холоде.
Все системы и установки проекта "АЭ", могут, при необходимости, параллельно работать, в том числе ранней весной и поздней осенью, когда низкая инсоляция (в средней полосе России), и от дорогих и дефицитных традиционных энергоносителей. Они являются системами гарантированного энергообеспечения с надежным резервированием. Для их бесперебойной работы не требуются в качестве резерва огромные аккумуляторы или ДВС равновеликой мощности (резервирование аккумуляторами или ДВС почти всегда удваивает капитальные вложения, при этом, например, для работы ДВС, не снимается проблема организации развернутого топливного хозяйства и доставки в больших количествах строго определенного сорта топлива).
В разрабатываемых системах и установках резервирование сводится к параллельному размещению на них форсунок-топок открытого (свободного) горения, что предопределяет минимальные капитальные затраты по организации гарантированного обеспечения потребителя удобными видами энергии — потоком жидкости, механической, электрической, тепловой, искусственным холодом.
Конечно, использование в качестве приемника и аккумулятора энергии Солнца солнечного соляного пруда требует отводов земли. Однако они не так велики, относительно, не только равнинных водохранилищ ГЭС, но даже горных. Так при площади зеркала водохранилища Новосибирской ГЭС 1072 км2, годовая выработка электроэнергии составляет 1678 млн кВт∙ч электроэнергии, т.е. 1,56 кВт∙ч с 1 кв. м водохранилища, при среднегодовом коэффициенте использования установленной мощности около 40 % (для Саяно-Шушенской ГЭС — 38 кВт∙ч в год с 1 кв. м).
Гелиоэлектростанция на базе солнечного соляного пруда по расчетам будет вырабатывать более 60 кВт∙ч электроэнергии с 1 кв. м за лето (Омск). Конечно, в горных местностях выработка электроэнергии с 1 кв. м водохранилища намного выше, чем на равнинных ГЭС, но там и стоимость земли совершенно другая, а кроме того, инсоляция более высокая, что повышает выработку электроэнергии гелиоэлектростанцией. При сооружении солнечного соляного пруда чернозем (гумус) не становится дном рукотворного моря, а используется для повышения плодородия территории.
Если мы рассмотрим Кубань, как житницу России, то можно с большой долей вероятности принять, что хлебороб с 1 га (10000 кв. м) поля получает чистый доход, примерно, 10000 рублей (рисовод, заливающий обширные поля водой («солнечный пруд», но для других целей) наверное, столько же). А если теперь рассмотрим гелиоэлектростанцию, в состав которой входит пруд и котлован со льдом площадью по 100 кв. м каждый, с которых можно «собирать» за лето до 6000 кВт∙ч электроэнергии. При минимальной стоимости электроэнергии по 3 рубля за 1 кВт∙ч (экологически чистая электроэнергия на Кубани должна стоить дороже, а вдали от цивилизации по 10 руб. за 1 кВт∙ч, и более), доход с 200 кв. м составит 18000 рублей, или если перевести на 1 га — 900000 рублей. А если рассматривать отдельно солнечный соляной пруд, используемый для выработки теплоты (нагрев воды), то с пруда площадью 78,5 кв. м (1 «сотка» с дорожкой для концентратора) можно получить за лето (Омск) более 50 тыс. кВт∙ч теплоты. При её минимальной цене 0,5 руб./кВт∙ч (для децентрализованных территорий надо принимать 2,5 – 3 рубля за 1 кВт∙ч теплоты) доход с 1 «сотки» составит 25000 рублей (с 1 га 2,5 млн рублей).
Системы и установки проекта «АЭ» предназначены для энергоснабжения малых конечных потребителей различных географических широт необходимыми видами энергии, за счет использования возобновляемых и вторичных топливно-энергетических ресурсов, и призваны:
– обеспечить в любое время года, в любую погоду, для города, села, предприятия: сохранность зданий и сооружений, технологического оборудования, животных и птицы, выращенного урожая, сырья и готовых изделий (продуктов), а также проведение посевной и уборочной;
– обеспечивать удовлетворение физиологических потребностей человека в микроклимате жилища и в санитарно-медицинском минимуме;
– поддерживать транспортное сообщение в минимально допустимом объеме за счет выработки для транспортных средств топлива (биометана).
Использование в различных регионах России (Мира) предложенных технологий генерирования необходимых видов энергии, с минимальным количеством технологических переделов, способно повысить их энергетический суверенитет. Сохранить качество окружающей среды и создать приемлемые социальные условия для проживания людей.
При разработке данного проекта «АЭ» автор старался как можно более полно отказаться от многочисленных технологических переделов, связанных; вначале с производством электроэнергии, а затем с её преобразованием, на месте потребления, в такие виды энергии, которые уже были при её производстве. Поскольку очевидно, что только в этом случае капитальные вложения быстро окупаются.
Автор проекта «АЭ» — Осадчий Геннадий Борисович, автор 140 изобретений СССР, инженер, г. Омск.
E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., тел дом. (3812) 60-50-84, моб. 8(962)0434819.
