2.2. Современные тенденции в энергетике

2.2.4. Современное состояние и перспективы развития возобновляемых источников энергии

Основу производственного потенциала российской тепло- и электроэнергетики составляют тепловые электростанции, работающие на ископаемом органическом топливе. Тепловые электростанции являются источниками загрязнения окружающей среды и, прежде всего, атмосферного воздуха, в том числе выбросами парниковых газов.

Свыше половины мощности тепловых электростанций составляют теплоэлектроцентрали, которые обеспечивают централизованное тепло- и электроснабжение городов и промышленных объектов. Вместе с тем, в Российской Федерации имеются территории, которые находятся в зонах децентрализованного тепло- и энергоснабжения. Это удаленные районы Севера и вся территория Крайнего Севера, заселенные острова, особо охраняемые природные территории и др. Как правило, в этих районах местные резервы ископаемого органического топлива ограничены, трудно доступны или полностью отсутствуют, строительство централизованных сетей энергопередачи экономически нецелесообразно, а зачастую технически невозможно. Выработка электро- и теплоэнергии с учетом высоких затрат на доставку топлива приводит к неприемлемо высокой стоимости для населения и местной промышленности. Наиболее серьезное положение сложилось в северных регионах страны, где спрос на тепло выше среднего российского уровня из-за экстремальных климатических условий, что является одной из главных причин низких темпов их социально-экономического развития. Мировой опыт показывает, что развитые страны ведут интенсивный поиск альтернатив органическому топливу.

Будущее развития энергетической отрасли в России все чаще связывают с малой и альтернативной энергетикой.

Правительство РФ приняло программу развития альтернативной энергетики, которая предполагает увеличение ее доли в энергобалансе страны до 4,5% к 2020 году[8].

Необходимость перехода на автономные источники питания обусловлена, в первую очередь, стремительным развитием отечественной экономики, что вполне закономерно приводит к увеличению потребления электрической и тепловой энергии. Автономная энергетика может быть гарантом защиты от перебоев в центральной электросети, особенно в момент пиковых нагрузок. Кроме того, целый ряд областей нашей страны просто не имеет альтернативы малой энергетике. Около 60% территории России, особенно в северных регионах, не подключены к централизованной энергетической системе.

Рис. 2.1. Распределение централизованных и автономных энергоисточников.

Вопросы использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) актуальны для всех стран мира в силу различных обстоятельств.

Для промышленно развитых стран мира, зависящих от импорта топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), – это, прежде всего, энергетическая безопасность. Для промышленно развитых стран мира, богатых энергоресурсами, – это экологическая безопасность, завоевание рынков сбыта оборудования. Для развивающихся стран – это наиболее быстрый путь к улучшению социально-бытовых условий населения, возможность развития промышленности по экологически приемлемому пути. А для всего мира в целом – это возможность снижения эмиссии парниковых газов и избежание глобального энергетического и экономического кризиса в недалеком будущем.

Многие страны реализуют специальные национальные и коллективные программы, направленные на стимулирование ускоренного освоения ВИЭ. При этом в качестве важного аргумента активной государственной поддержки ВИЭ рассматривается экологический фактор, в том числе обязательства стран по сокращению эмиссии СО₂ в атмосферу в соответствии с Киотским Соглашением. Серьезным мотивационным фактором развития ВИЭ для многих стран, особенно зависящих от импорта традиционных энергоресурсов, является забота об энергетической безопасности.

Использование ВИЭ, как правило, не оказывает серьезного негативного воздействия на окружающую среду, в большинстве своем они являются экологически чистыми и повсеместно доступными источниками энергии.

К серьезным недостаткам ВИЭ, ограничивающим их широкое практическое применение, относятся невысокая плотность энергетических потоков и их непостоянство во времени и, как следствие этого, необходимость значительных затрат на оборудование, обеспечивающее сбор, аккумулирование и преобразование энергии.

Стоимость энергии, получаемой от ВИЭ, в течение последних лет стремительно снижается, и многие технологии становятся конкурентоспособными. В первую очередь, это относится к быстро прогрессирующим технологиям использования биомассы для производства тепла и электроэнергии, солнечным водонагревателям, фото-преобразователям, мини- и микро-ГЭС, ветроустановкам, теплонасосным системам теплоснабжения. Наивысшую конкурентоспособность они проявляют в децентрализованных системах тепло- и электроснабжения. Вместе с тем, во многих случаях ВИЭ пока еще уступают технологиям, основанным на использовании традиционных видов топлив, прежде всего из-за сравнительно высоких начальных капитальных затрат.

К возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) относятся: солнечная, ветровая, гидравлическая, геотермальная энергия, биомасса и низкопотенциальная тепловая энергия разных сред.

Стратегическими целями использования возобновляемых источников энергии и местных видов топлива являются:

• сокращение потребления невозобновляемых ТЭР;

• снижение экологической нагрузки от ТЭК;

• обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива;

• снижение расходов на дальнепривозное топливо.

Таблица 2.1

Деление источников энергии на возобновляемые и невозобновляемые

Источники энергии
I . Невозобновляемые	II . Возобновляемые (ежегодно)
1. Энергия горючих ископаемых: уголь; нефть; газ.	1 . Энергия Солнца: на верхней границе атмосферы Земли; на поверхности Земли; на поверхности суши; на поверхности Мирового океана.
2. Атомная энергия	2. Энергия ветра
	3. Глубинное тепло Земли (до 10 км): геотермальный тепловой поток, достигающий поверхности Земли; гидротермальные ресурсы; петрогеотермальные ресурсы.
	4. Энергия Мирового океана: градиента солености; тепловая (темп, градиент); течений; приливов; прибоя; морских ветровых волн.
	5. Горючие энергоресурсы (биомасса): на суше; в Мировом океане; органические отходы.
	6. Гидроэнергия: реки

В регионах важное значение имеет оптимальное использование возобновляемых источников энергии и местных видов топлива. К местным видам топлива относятся в первую очередь торф и дрова.

Общие запасы торфа на территории Российской Федерации оцениваются в размере 162,7 млрд. т (торфа 40% влажности). Наиболее обеспечены торфяными ресурсами районы Европейского Севера, Западной Сибири, Урала и Северо-запада страны. В этих районах торфяная промышленность и использование торфа могут занять заметное место.

Торф является природным ресурсом, запасы которого могут при соответствующих условиях возобновляться. Ежегодный прирост торфа на болотах России составляет 250 млн. т (при влажности 40%).

Благодаря низкой трудоемкости и энергоемкости добычи топливного торфа, простоте транспортных схем и коротким расстояниям вывозки, торф сохраняет конкурентоспособность с другими видами ввозимого твердого топлива на ограниченное расстояние. Кроме того, торф характеризуется низким содержанием серы и золы, что дает низкие уровни вредных выбросов при его сжигании.

Одним из видов бытового топлива являются дрова, которые в настоящее время используют более 5 млн. семей. На эти цели расходуется свыше 50 млн. куб. м древесины. Централизовано, топливоснабжающими предприятиями различных форм собственности, реализуется около 6 млн. куб. м дров. Для ликвидации дефицита в этом топливе необходимо обеспечить поддержание существующих мощностей по заготовке дров и создание новых на базе лесохозяйственных, лесопромышленных и топливных предприятий [8].

Важным местным видом топлива, особенно в целях теплоснабжения, являются городские бытовые отходы. Необходимо создание условий для вовлечения их в энергетический баланс, обеспечивая одновременно и решение экологических проблем.

Для децентрализованных потребителей необходимо использовать также древесные и сельскохозяйственные отходы.

Необходимость развития возобновляемой энергетики определяется ее ролью в решении следующих проблем:

• обеспечение устойчивого тепло- и электроснабжения населения и производства в зонах децентрализованного энергоснабжения, в первую очередь в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территориях;

• обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства в зонах централизованного энергоснабжения, испытывающих дефицит энергии, предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений;

• снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.

Неистощаемость и экологическая чистота этих ресурсов обуславливают необходимость их интенсивного использования.

В настоящее время экономический потенциал ВИЭ существенно увеличился в связи с подорожанием традиционного топлива и удешевлением оборудования возобновляемой энергетики за прошедшие годы.

Развитие индустрии ВИЭ в большой степени могло бы способствовать развитию собственной энергетической промышленности, созданию дополнительных рабочих мест, реализации до сих пор имеющегося в России весьма высокого научно-технического потенциала.