1 Концепция малой энергетики и ее виды

1.1 Сущность и особенности малой генерации

Концепция внедрения малой генерации подразумевает строительство в непосредственной близости от потребителя и ввод в эксплуатацию независимых от централизованных сетей источников энергии и распределительных сетей, производящих тепловуюиэлектрическую энергиюдля собственных нужд, а также направляющих излишки в общую сеть (электрическуюилитепловую).

Все активнее мировым энергетическим сообществом реализуются проекты, обеспечивающие развитие «зеленой энергетики». В концепцию внедрения и развития малой генерации логично и хорошо вписывается использование энергии возобновляемых источников энергии. Малая генерация и возобновляемая энергетика на сегодняшний день являются основными направлениями развития энергетики во всем мире, играют существенную роль в повышении надежности и качества поставляемой электроэнергии, развиваются параллельно и очень тесно переплетаются. Малая генерация, основанная на возобновляемых источниках энергии, позволяет решать многие задачи с учетом сложностей, существующих в традиционной энергетике, в частности системах электроснабжения для удаленных потребителей.

Основной причиной для массового внедрения объектов альтернативной и малой энергетики в США, Китае и странах Европейского Союза послужил тот факт, что существовавшие длительный период времени технологии, в процессе своей эксплуатации показали, что они могут давать положительные результаты лишь до определенного момента – своего рода границы, за которой истощение природного капитала начинает оказывать негативное влияние на рост экономики.

Также одной из главных проблем, вставших на общемировой повестке дня явилось бесперебойное обеспечение производства достаточного количества энергии с соблюдением условий минимального загрязнения окружающей среды и бережного использования ископаемых ресурсов, имеющихся у тех или иных государств. При традиционном энергообеспечении возникает множество организационных, финансовых и технических трудностей при росте мощностей предприятия, поскольку часто необходимы прокладка новых линий электропередач, строительство новых трансформаторных подстанций, перекладка теплотрасс и т. д. В то же время, малая генерация предлагает крайне гибкие и быстрые в плане наращивания мощностей решения. Таким образом, после мирового экономического кризиса 2008 года, многие страны пересмотрели свои планы развития с целью увеличения «малого» и «зеленого» сегментов энергетики [18, c. 265].

Потенциальная потребность в привлечении малой энергетики к энергетическому балансу обусловлена рядом причин, среди которых можно выделить следующие:

1. Широта диапазона сферы применения систем децентрализованной генерации – от сверхмалых систем производств электроэнергии и теплоты (способных обеспечивать энергией отдельные жилые дома) до передачи электроэнергии в сеть.

2. Одним из преимуществ малой энергетики является возможность их использования в непосредственной близости от конечного потребителя. Малая генерация обладает свойством особой эффективности там, где расширение зоны централизованного энергоснабжения невозможно из-за крайней удаленности и незначительных энергонагрузок населенных пунктов.

3. Малая генерация позволяет минимизировать бесполезные и экономически неэффективные затраты на средства передачи энергии, к тому же исключаются потери при транспортировке энергии

4. Внедрение небольших географически распределенных энергетических объектов в таких регионах оказывает положительное влияние на обеспечение занятости и экономическое развитие территорий внедрения.

5. Поскольку энергетический сектор является крупнейшим эмитентом парниковых газов, то внедрение малой генерации, основанной на возобновляемых источниках энергии является не только желательным, но и необходимым для обеспечения эффективного перехода к низкоуглеродной экономике и сдерживания процессов глобального потепления, ведь генерация энергии из возобновляемых источников энергии (за исключением некоторых технологий переработки биомассы) не сопровождается выбросами парниковых газов.

6. Истощение мировых запасов ископаемых энергетических ресурсов, при помощи которых на сегодняшний день, главным образом, удовлетворяются мировые потребности в энергии. Такие тенденции ставят под угрозу дальнейшее стабильное развитие глобальной энергетической системы и акцентируют внимание на необходимости поиска альтернативных технологий энергопроизводства, которые позволят сохранить запасы невозобновляемых энергетических ресурсов для будущих поколений и открыть возможности для увеличения объема их потребления внеэнергетической отраслью [25, c. 193].

7. Рыночная неопределенность в развитии традиционной электроэнергетики и в конечных ценах на электроэнергию и, как следствие возникающая адаптация потребителей к существующим обстоятельствам сферы, выражающаяся в переходе на автономную энергетику.

8. Последствия крупномасштабных аварий на атомных электростанциях в Чернобыле (СССР, 1986 год), Фукусима (Япония, 2011 год), промышленно-экологической катастрофы, связанной с глубоководной добычей нефти в Мексиканском заливе (США, 2010 год) свидетельствуют о ряде опасностей индустриальных технологий ХХ века и подчеркивают необходимость внедрения качественно новых изменений на каждом этапе процесса получения энергии. Стоит отметить, что использование технологий малой генерации, основанной на ВИЭ не гарантирует абсолютной экологической чистоты, однако при прочих равных условиях их эксплуатация минимизирует вероятность возникновения техногенных аварий.

Однако, малая энергетика имеет и существенные недостатки. Это низкая плотность энергетических потоков, прерывистость их наличия (по часам суток, временам года, географическим поясам), высокие начальные капитальные затраты, хотя обычно и компенсируются низкими эксплуатационными, однако оказывают существенное влияние на стоимость генерации энергии. Также малой генерации на основе ВИЭ присуща определенная степень хаотичности строительства объектов. Данное обстоятельство связано с тем, что эффективность внедрения объектов малой энергетики определяется факторами оценки потенциала, целесообразности размещения по ландшафту, экологической оценки и многим другим, что в большей степени может не всегда характеризовать наиболее выгодное и оптимальное расположение источника энергии в центре электрических нагрузок энергосистемы.

При наличии безусловных недостатков малой энергетики ее дополнительные преимущества, такие как когенерация тепла, повышение надежности, отсутствие сетевых издержек, уже сейчас делают ее выгодной во многих применениях. На данный момент для тех, потребителей, которые не имеют стабильного доступа к продукту традиционной энергетики, либо он им по какой-то причине не подходит становится ясно, что на сегодняшний день появилась возможность производить его самостоятельно, в непосредственной близости от мест жизнедеятельности.

Медленно развивающийся кризис сложившейся монополизированной энергетической инфраструктуры и начавшаяся либерализация энергетических рынков одновременно привлекают открывающимися возможностями для освоения новых энергетических технологий и увеличивают спрос потребителей энергии на малые генерирующие мощности. Справедливая рыночная оценка всех преимуществ является ключевым фактором для определения перспективности инновационных энергетических проектов. Развитие технологий выводит на уровень экономической оправданности все больше вариантов использования малой генерации.

Стоит отметить, что отступление в данном случае от привычных правил, заданных сферой системной энергетики требует присутствия компонентов интеллектуального управления или полноценных сетей с малой генерацией в границах определенного региона. Применение таких инструментов управления позволит в полной мере использовать весь потенциал малой генерации.

Встраивание малой генерации в структуру энергетических систем не исключает традиционную энергетику. Повышение экономической и энергетической эффективности электроэнергетики, ее надежности невозможно без оптимального сочетания развития крупных базисных электростанций с масштабным развитием малой генерации. Малая энергетика, основанная на ВИЭ представляется более эффективной при создании гибридной структуры, которая представляет собой рассредоточенную интеллектуальную систему.

Обоснованная и грамотная увязка малой энергетики и традиционных источников генерации позволит укрепить отдельные позиции направлений энергетической безопасности путем повышения стабильности и жизнеспособности системы электроснабжения. Использование подхода к появлению дополнительных источников энергии, функционирующих на основе местных возобновляемых энергоресурсов, в перспективе способно обеспечить положительный общеэкономический эффект, а в последствии повысить конкурентоспособность экономики в регионах внедрения.