A+ A A-

Какие альтернативы у альтернативной энергетики?

  • Автор  Кахрамон Аллаев
Оцените материал
(1 Голосовать)
Какие альтернативы у альтернативной энергетики? Какие альтернативы у альтернативной энергетики?

Энергетический комплекс остается важнейшей отраслью мирового хозяйства. Между тем, энергетика требует огромных инвестиционных затрат и характеризуется длительным периодом наступления начала прибыли. Изменение структуры энергопроизводства — это медленный затяжной процесс, который ограничен в возможностях гибко реагировать на меняющуюся ситуацию.

 Еще нужное ископаемое топливо

На сегодняшний день существует целый спектр различных точек зрения относительно будущего мировой энергетики, которые порой диаметрально расходятся между собой. Но многие согласны с тем, что в долгосрочной перспективе приоритетным будет развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и атомной энергетики. Сегодня идет интенсивный процесс переосмысления места и роли возобновляемых источников энергии, которые при соответствующей законодательной, финансовой, налоговой и иной поддержке со стороны государства смогут занять ведущее место в энергетике. В то же время направленность научно-технического прогресса в сторону дальнейшего развития широко используемых технологий в области газовой и угольной генерации также считается актуальной. Углеводородные виды топлива, включая природный газ, нефть и уголь, в ближайшие 20 лет сохранят свое значение. Это позволяет говорить о том, что совершенствование традиционных энергетических технологий по-прежнему будет оставаться одним из приоритетных направлений в инновационном развитии мировой энергетики.

Ископаемое топливо сегодня, как и прежде, играет первостепенную роль в обеспечении человечества энергией. В 1973 году на нефть, природный газ и уголь в совокупности приходилось 86,7% мирового предложения первичной энергии. В 2012 году их доля сократилась до 81,7%, но при этом потребление выросло более чем в два раза. В глобальном производстве электричества углеводороды доминируют, давая сегодня около 70% электроэнергии, еще около 11% вырабатывают атомные электростанции.

В период с 2004 по 2014 годы доля добываемого в мире жидкого топлива, поставляемого на внешние рынки, выросла с 60,9 до 64%, при этом сегмент нефтепродуктов расширился почти в полтора раза — с 22,1 до 32,7%. В газовой сфере отмечались аналогичные количественные и качественные процессы: в 2014 г. в каналы международной торговли поступило 28,8% добытого газа (в 2004 г. — 25,3%), а на долю сжиженного природного газа (СПГ) приходилось 33,4% (в 2004 г. — 26,2%). Государства, добывающие газ, стремятся шире использовать это экологически более чистое топливо, по сравнению с нефтью и углем. Например, в 2014 году в структуре национального энергобаланса на долю газообразного топлива приходилось: в Узбекистане — 86%, Туркменистане — 80%, Алжире — 65%, Азербайджане — 63%, России — 54%, Аргентине — 49%. Для Ирана и Катара этот показатель составил 61 и 80%, соответственно. Страны, производящие уголь, также активно используют его для своих энергетических нужд. Так, в расходной части энергобаланса Китая на долю этого энергоносителя приходится около 66%, в ЮАР этот показатель составляет 71%, Казахстане — 64%, Индии — 56%, Австралии — 36%, Индонезии — 35%.

 От кризиса к кризису

Потребность мира в энергетических ресурсах увеличивается в среднем на 50% через каждые 20–25 лет. Сегодня в мире в среднем на одного человека ежесуточно производится 2 кВт/чел. энергии (в США — 10 кВт/чел.), предел роста энергопотребления оценивается в 20 кВт на человека. Такой уровень энергопотребления биосфера может выдержать, но для этого необходимо примерно в 10 раз сократить сопутствующее загрязнение.

Анализ технологических трендов показывает, что мировая энергетика стоит на пороге энергетической революции, содержанием которой является переход от индустриальной энергетики к постиндустриальной. Индустриальная энергетика основана на сжигании ископаемого топлива, транспортируемого на большие расстояния, и на потреблении больших объемов энергии при сравнительно слабом управлении энергетическими потоками («силовая энергетика»). Постиндустриальная энергетика основана на энергии ВИЭ и, возможно, атомной энергетике вкупе с эффективным использованием сравнительно небольших потоков энергии («умная» энергетика). Основные направления энергетической революции — повсеместное распространение технологий энергосбережения, интеграция энергетики в техносферу, распространение ВИЭ, децентрализация энергетики, создание «умных» сетей (Smart Grid), энергоинформационных систем, внедрение проектов «энергоэффективный дом» и «энергоэффективный город».

 

Совершенствование традиционных энергетических технологий по-прежнему будет оставаться одним из приоритетных направлений в инновационном развитии мировой энергетики

 

Тренды развития мировой энергетики определяются наложением двух процессов — быстрого роста индустриальной энергетики и потребления ископаемого топлива в развивающихся странах и постепенного перехода развитых стран к постиндустриальной энергетике. Лидером роста индустриальной энергетики, безусловно, является Китай. За 2000–2009 годы потребление энергии в этой стране выросло в 2,15 раза, в том числе угля — в 2,15 раза, нефти — в 1,8 раза, природного газа — в 3,3 раза, электроэнергии — в 2,75 раза. В развивающихся странах за 2000-е годы потребление энергии увеличилось на 66%, в то время как в развитых странах — только на 5%. Темпы роста потребления энергии в мире снизились в среднем с 5% в год в 1945–1970 годах до 2% и менее в 1970–2010 годы. К 2050 году, по различным сценариям развития, мировое потребление энергоресурсов вырастет в 1,2–1,6 раза, а доля ВИЭ в структуре мирового ТЭБ составит от 10 до 34%. На этом фоне доля нефти снизится до 16–29%, причем возможно абсолютное снижение ее потребления, а потребление газа возрастет. В то же время сохранится высокая неопределенность развития атомной энергетики.

Мировая энергетика стоит на пороге энергетической

революции, содержанием которой является переход от индустриальной энергетики к постиндустриальной

 

Кризис индустриальной фазы развития может происходить в трех вариантах. Инерционный сценарий для энергетики — это энергорасточительный (углеводородный). В результате неизбежен быстрый рост спроса на ископаемое топливо всех видов, сопровождающийся ухудшением экологической ситуации.

Стагнационный сценарий (энергосберегающий-ВИЭ-газовый) предполагает управляемое развитие вблизи пределов роста индустриальной фазы через экологическую парадигму. Рост спроса на энергию замедляется.

Инновационный сценарий (энергоэффективный-ВИЭ-атомный). Технологический прогресс и переход от рынка сырья к рынку услуг и технологий и формирование к 2030 году энергетики нового типа.

В инерционном сценарии развития энергетики до 2050 года пик мирового потребления нефти так и не будет пройден. В стагнационном сценарии пик потребления нефти будет пройден около 2040 года, а в инновационном — около 2030 года. Возможны революционные изменения в основном потребителе нефти и нефтепродуктов — транспортном секторе (электромобили и их гибриды, автомобили на топливных элементах, газе и биогазе). Будет наблюдаться опережающий рост потребления газа, доли нетрадиционного газа, включая газогидраты и переход от «геополитики нефти» к «геополитике газа».

Прогнозируются существенные изменения в мировом балансе в выработке электроэнергии. Если принять за базу 2010 год с суммарной выработкой около 20 трлн. кВт. ч и долей ВИЭ 17,5% (включая крупную гидроэнергетику), то к 2050 году общая выработка увеличится: для инерционного сценария — до 40,5 трлн. кВт. ч, при этом доля ВИЭ составит 24%; для стагнационного сценария — до 36 трлн. кВт. ч при доле ВИЭ 44%; при инновационном сценарии — до 52,5 трлн. кВт. ч при доле ВИЭ 49%.

18 27 4

 

Таблица 1. Мировое первичное потребление энергии

по различным сценариям, млн. т.н.э.

Пора подстилать соломку

По данным Международного агентства по возобновляемой энергии (IRENA), к середине 2015 года уже 164 страны мира приняли те или иные национальные цели по развитию возобновляемой энергетики. Возобновляемые источники окончательно перешли в число высокотехнологичных, надежных и достаточно недорогих поставщиков энергии. На конец 2016 года суммарная мощность ВИЭ в мире составила 2006 ГВт, увеличившись на 8,7%, по сравнению с 2015 годом. В таких ядерных державах, как Германия, Великобритания и Китай, возобновляемая энергетика уже дает больше электричества, чем атомная.

Сегодня не существует ни одного исследователя, который сомневался бы в том, что капитальные затраты и стоимость производства электричества в возобновляемой энергетике (в первую очередь, в ее солнечном сегменте) будут сокращаться и дальше, а сложность и стоимость добычи ископаемого топлива, напротив, возрастать. Таким образом, в ближайшие годы электричество, производимое с помощью ВИЭ, станет значительно дешевле углеводородной генерации.

 

К середине 2015 года уже 164 страны мира приняли те или иные национальные цели по развитию возобновляемой энергетики

 

Возобновляемая энергетика показывает максимальные темпы роста, по сравнению с другими отраслями. В 2014 году в Европейском Союзе 79% вновь введенных генерирующих мощностей уже относились к возобновляемой энергетике, а всего десятилетие назад на их долю приходилось лишь 20% прироста мощностей. Если же учитывать объем выведенных из эксплуатации электростанций на углеводородном топливе, то возобновляемая энергетика обеспечивает все 100% чистого прироста.

 

В ближайшие годы электричество, производимое с помощью

ВИЭ, станет значительно дешевле углеводородной генерации

 

Рост ВИЭ до 2015 года происходил за счет ГЭС и береговых ВЭУ. В 2015–2030 годах к лидерам роста добавятся биомасса и морские ВЭУ. Выработка солнечной энергии будет также быстро увеличиваться. К началу 2016 года установленная мощность солнечных электрических станций (СЭС) достигла 230 ГВт, добавив к предыдущему, 2015 году 51 ГВт. К началу 2017 года суммарная величина установленной мощности СЭС стала равной 294 ГВт. За десятилетие с 2004 по 2013 годы установленная мощность солнечных электростанций в мире выросла в 53 раза. Согласно прогнозу МЭА, к 2040 году солнечная энергетика станет крупнейшим источником электроэнергии в мире.

Рис.1       Рис.2

Рис.3

 

Рисунок 1. Выработка электроэнергии в мире и рост населения Земли

«Зеленые» тарифы для «зеленой» энергетики

В целях повышения инвестиционной привлекательности проектов на основе ВИЭ государственными органами может предусматриваться механизм частичной или полной компенсации стоимости технологического присоединения возобновляемых источников к сети. Накопленный в мире опыт позволяет говорить о фиксированных тарифах («зеленые» тарифы) как о самых успешных мерах по стимулированию развития возобновляемых источников энергии. В основе этих мер поддержки ВИЭ лежат три основных стимула:

гарантия подключения к сети;

долгосрочный контракт на покупку всей произведенной ВИЭ электроэнергии;

гарантия покупки произведенной электроэнергии по фиксированной цене.

 

«Зеленые» тарифы — самая успешная мера по

стимулированию развития возобновляемых источников энергии

 

Фиксированные тарифы на энергию ВИЭ могут отличаться не только для разных источников возобновляемой энергии, но и в зависимости от установленной мощности ВИЭ. Одним из вариантов системы поддержки на основе фиксированных тарифов является использование фиксированной надбавки к рыночной цене энергии ВИЭ. Как правило, надбавка к цене произведенной электроэнергии или фиксированный тариф выплачиваются в течение достаточно продолжительного периода (10–20 лет), тем самым гарантируя возврат вложенных в проект инвестиций и получение прибыли.

Стимулирующие тарифы на поставляемую в общие электрические сети энергию из ВИЭ и стандарты портфеля ВИЭ являются наиболее распространенными мерами в этом секторе. На начало 2012 года стимулирующие тарифы использовались, по крайней мере, в 65 странах. Например, «зеленый» тариф был внедрен на энергорынке Украины в 2009 году. Для солнечных электростанций, вырабатывающих электроэнергию, он составлял 0,446 евро/кВт. ч, что уже тогда было в 8,64 раза больше розничной цены для украинских потребителей (0,054 евро/кВт. ч) и на порядок больше, чем текущая цена на российском оптовом энергорынке (около 1,5 руб./кВт. ч). В солнечной энергетике в настоящее время наиболее конкурентоспособные проекты промышленного масштаба поставляют электроэнергию по $0,08/кВт. ч, и более низкие цены возможны при снижении издержек финансирования. Их стоимостный интервал в Китае, Северной и Южной Америке сейчас лежит в пределах, характерных для генерации на основе ископаемого топлива.

Рис.4

 

Рисунок 2. Установленные мощности ВИЭ в некоторых странах мира, 2015 год

Исследование ученых из Энергетического института Франкфурта показало, что к 2025 году стоимость электроэнергии, произведенной на базе ВИЭ, в том числе на солнечных станциях, станет дешевле, чем электричество, полученное из газа и угля, а к 2050 году себестоимость солнечной электроэнергии составит от 2 до 4 центов за кВт. ч. В настоящее время стоимость электричества, вырабатываемого на самых крупных фотоэлектрических системах Германии, составляет 9 центов за кВт. ч. Этот показатель сравним с газовыми и угольными электростанциями: в зависимости от условий, себестоимость электроэнергии на угле и газе колеблется в пределах от 5 до 10 центов за кВт. ч. По данным Международного энергетического агентства, к 2050 году фотоэлектричество повсеместно станет самым недорогим видом энергогенерации в мире.

 

К 2025 году стоимость электроэнергии, произведенной на базе

ВИЭ, в том числе на солнечных станциях, станет дешевле, чем электричество, полученное из газа и угля

ВИЭ — инвестиции и рабочие места

Создание возможностей для трудоустройства — это необходимый и приоритетный компонент устойчивого низкоуглеродного развития, так называемого «зеленого роста». ВИЭ могут не только обеспечить человечество энергией, не усугубляя проблемы изменения климата, но и способствовать экономическому росту, так как имеют ряд позитивных социоэкономических эффектов, в том числе создание новых рабочих мест и улучшение условий жизни людей. По данным IRENA, в сфере ВИЭ в 2014 году были непосредственно или косвенно заняты 7,7 млн. человек (не считая 1,5 млн. работников крупной гидроэнергетики), что на 18% больше, чем в 2013 году.

 

География роста инвестиций и трудоустройства в сфере ВИЭ постепенно перемещается в развивающиеся страны

 

Несмотря на падение цен на нефть, инвестиции в возобновляемую энергетику в 2014 году выросли на 16%, а их годовой объем составил $310 млрд., в 2015 году — $286 млрд., оставив далеко позади на отметке $130 млрд. ископаемые источники энергии. Начиная с 2004 года, совокупный объем мировых инвестиций в ВИЭ превысил $2 трлн. Рост инвестиций в ВИЭ — это не только благо для людей и планеты, но и ключевой элемент достижения целей по борьбе с изменением климата и по устойчивому развитию.

География роста инвестиций и трудоустройства в сфере ВИЭ постепенно перемещается в развивающиеся страны. В 2015 году общий объем «зеленых» капиталовложений в них впервые превысил этот показатель в развитых странах. Первое место в мире по объему инвестиций в ВИЭ занимает Китай — $102,9 млрд. в 2015 году, что на 17% больше, чем в предыдущем. Это составляет 36% мировых инвестиций. Среди развивающихся стран за Китаем следует Индия — $10,2 млрд., на 22% больше, чем в 2014 году.

Переход на ВИЭ компенсирует потерю 28,4 млн. рабочих мест в связи с глобальной трансформацией традиционного энергетического сектора, обеспечив работой 24 млн. человек в строительстве и 26,4 млн. в обслуживании энергетических объектов. По данным Британского энергетического исследовательского центра (UKERC), фотоэлектрическая энергетика создает как минимум вдвое больше рабочих мест на единицу выработанного электричества, чем угольная или газовая. Мировая фотоэлектрическая отрасль является крупнейшим работодателем, обеспечивая 2,5 млн. рабочих мест, преимущественно в Китае (1,6 млн.), где изготавливается около 70% всех фотоэлектрических модулей в мире. В ветроэнергетике общее количество работников в 2014 году превысило 1 млн. Сектор солнечного отопления также обеспечивает работой большое количество людей в Индии, США и Бразилии, но особенно в Китае — более 764 тыс. человек.

Расчеты IRENA показывают, что количество рабочих мест к 2030 году в секторе ВИЭ достигнет 13,5 млн. В случае, если доля ВИЭ к 2030 году удвоится, в секторе будут работать 24,4 млн. человек. Лидерами трудоустройства останутся Китай, Индия, Бразилия, США, Индонезия, Япония и Германия. В Индии планируется к 2022 году ввести в строй 100 ГВт фотоэлектрических мощностей, что позволит создать в стране 1,1 млн. рабочих мест. Ожидается, что одним из крупных работодателей в сфере ВИЭ станет Мексика, которая с помощью ВИЭ намерена производить 25% энергии к 2018 году и 50% — к 2050 году. Страна планирует увеличить возобновляемую генерацию до 9,5 ГВт к 2018 году, то есть втрое за три года. К 2025 году в США будет производиться 25% энергии с помощью ВИЭ, и можно создать втрое больше рабочих мест, чем углеводородная в аналогичном объеме генерации, обеспечив 202 тыс. дополнительных рабочих мест.

 Энергетика Узбекистана

Выработка электроэнергии в Узбекистане в 2000–2015 годах ежегодно в среднем составляла 48–57 млрд. кВт. ч, а энергобаланс за 2015 год достиг 74 млн. т.у.т. (51,6 т.н.э.).

В энергобалансе Узбекистана преобладает природный газ, то есть наблюдается диспропорция использования первичных энергоносителей. В целях диверсификации правительство Узбекистана расширяет применение угля с доведением его доли до 15% к 2020 году.

 

Переход на ВИЭ компенсирует потерю 28,4 млн. рабочих мест в

связи с глобальной трансформацией традиционного

энергетического сектора, обеспечив работой 24 млн. человек в строительстве и 26,4 млн. в обслуживании энергетических объектов

 

На шестом заседании Азиатского форума по солнечной энергии было сказано о необходимости довести выработку электроэнергии в стране к 2030 году до 105 млрд. кВт. ч. Возможными путями решения этой грандиозной задачи могут быть следующие.

1. Интенсификация энергоэффективности и энергосбережения (резерв — 30–40% экономии).

2. Широкое внедрение парогазовых технологий (увеличение КПД агрегатов до 50–57%).

3. Внедрение ветровой и солнечной энергетики. Технический потенциал: по 10 ГВт солнечной и ветровой энергии.

4. Увеличение доли угля и сланцев в выработке электроэнергии с применением современных технологий сжигания низкосортных видов твердого топлива.

5. Изучение возможности строительства атомных электрических станций к 2050 году.

Рис.5

 

Рисунок 3. Энергобаланс Узбекистана, млн. т.н.э.

Рис.6    Таблица 2. Прогноз структуры потребления ТЭР на ТЭС Узбекистана, %

Потенциал возобновляемой энергии Узбекистана

Резервы возобновляемой энергии в Республике Узбекистан огромны. Общий объем возобновляемых энергоресурсов Узбекистана (гидроресурсы, солнечная, ветровая, геотермальная, биомасса) — около 170 млрд. т.у.т. Из них лишь 256 млн. т.у.т. относятся к экономически рентабельным, и в настоящее время освоено лишь 0,31% этого потенциала.

18 27 9 copy

 

Таблица 3. Прогнозные данные по проектируемым солнечным станциям Узбекистана

Энергия Солнца, падающая на квадратный метр поверхности территории республики, находится в пределах 1 500–1 900 кВт. ч/м2, что эквивалентно 0,22 т.у.т. Если учесть, что в республике количество солнечных дней более 250, — это большой резерв.

 

Возобновляемая энергетика уже готова предложить человечеству эффективные и конкурентоспособные по цене способы энергетического обеспечения

 

В Узбекистане начата крупномасштабная реализация резервов возобновляемой энергии. В настоящее время осуществляется проект по выпуску высокоэффективных фотоэлектрических солнечных панелей на основе производимого в республике технического кремния, позволяющего создать базу для широкого внедрения солнечной энергетики. Запланировано строительство солнечной станции мощностью 100 МВт в г. Самарканде. В ближайшей перспективе в Узбекистане планируется строительство 5 солнечных станций общей мощностью около 500 МВт.

Солнечная энергия может стать основной движущей силой экономики и сектора производства энергии в Узбекистане. По оптимистичному сценарию, установленная мощность солнечных электростанций может достигнуть к 2031 году 10 ГВт, которые будут производить 17 ТВт. ч энергии, давая ежегодный доход около $1,8 млрд. и генерируя создание 36 тысяч рабочих мест.

В направлении использования солнечной энергии работы ведутся в НПО «Физика-Солнце» АН РУз, Ташкентском государственном техническом университете, Ассоциации предприятий альтернативных видов топлива и энергии. Обобщая сказанное, можно отметить, что в Узбекистане проблема использования солнечной энергии на современном этапе развития из области научных изысканий и опытных разработок устойчиво переходит в сферу практического применения, а солнечная энергетика, как и другие виды возобновляемой энергии, становится вполне конкурентоспособной и наиболее чистым способом получения энергии.

Развитие гидроэнергетики в республике будет идти за счет реализации потенциала малых рек, ирригационных каналов, водохранилищ, водотоков.

18 27 10

Таблица 4. Программы развития гидроэнергетики на 2016-2020 годы

Регионы со средними скоростями ветра не менее 2–8 м/с находятся в Приаралье, Навоийской и Ташкентской областях. По данным зарубежных специалистов, с учетом быстроразвивающихся техники и технологий практически реализуемый потенциал ветровой энергии в Узбекистане составляет не менее 10 ГВт.

Исследование, проведенное под руководством профессора А. Абидова, показало, что в Узбекистане имеются значительные гео- и петротермальные ресурсы. Разведанные запасы гидротермальных ресурсов с температурой 40–1200 С составляют 23•103 т.у.т./год, причем прогнозные запасы на порядок выше. Петротермальные ресурсы (тепло, заключенное в сухих нагретых породах, залегающих на глубине до 3 км) оцениваются величиной около 9,6•1012 т.у.т.

Кроме того, в Узбекистане насчитывается более 260 крупных свалок с суммарным среднегодовым накоплением более 7 млн. тонн. Из каждой тонны отходов можно получить до 250 м3 газа, что составляет примерно 1,5 млрд. м3 газа в год с дальнейшим его использованием для производства тепло- и электроэнергии.

 

Общий объем возобновляемых энергоресурсов Узбекистана (гидроресурсы, солнечная, ветровая, геотермальная, биомасса) достигает 170 млрд. т.у.т.

 

В последние годы научно-практические изыскания по реализации потенциала возобновляемых источников энергии в Узбекистане носят комплексный характер. Рынок ВИЭ в стране все более активизируется, вовлекая все новых участников — ООО МirSolar, «Фотон», «Интеллект-Диалог» и другие. Все указывает на то, что осуществляется переход от научных разработок и создания экспериментальных установок ВИЭ к их промышленному внедрению. Это потребует привлечения не только иностранных, но и внутренних инвестиций на основе государственно-частного партнерства. Необходимы продуманная государственная поддержка и координация всех действующих лиц.

Возобновляемая энергетика в сочетании с развитием систем хранения энергии и электрического транспорта превращается в силу, которая создает новое, чистое энергетическое будущее. С каждым годом роль ВИЭ будет возрастать, и во второй половине XXI века они станут доминирующим фактором в обеспечении энергобаланса в мире и Узбекистане. Для реализации такой грандиозной задачи необходима разработка соответствующей законодательной базы, позволяющей привлекать инвестиционные потоки. Имеющиеся в республике ресурсная база, научно-технический потенциал и специалисты способны быть гарантами реализации качественно нового уровня энергообеспечения экономики, социального сектора и энергетической безопасности государства.

 

Кахрамон Аллаев

Задайте вопрос эксперту

Воспользуйтесь возможностью задать вопрос экспертам, выбрав в списке ниже интересующую вас тему. Ответы на наиболее интересные вопросы появятся на страницах журнала "Экономическое обозрение".
Неверный ввод
Неверный ввод

Подписка

Уважаемые читатели!

Не забудьте оформить подписку на наш журнал на 2017 год.

Подписаться на журнал можно с любого очередного месяца во всех почтовых отделениях Узбекистана.

Оформить подписку можно также через редакцию, оплатив счет.

Наши подписные индексы:
- для индивидуальных подписчиков - 957;
- для предприятий и организаций - 958.

Журнал выходит 12 раз в год.

Review.uz 2014 - 2017. Все права защищены.
Перепечатка материалов допускается только при наличии активной ссылки на портал.