Які два види ресурсів відновлюються джерела енергії. Що таке відновлювані джерела електроенергії? Факультет геоекології та географії
Під пильною увагою вчених останнім часом відновлюються джерела енергії. Настав той час, який змусив задуматися про завтрашньому дніі ясно зрозуміти, що використання корисних копалин Землі може бути нескінченним.
Відновлювані джерела енергії (ВІЕ)
Реакція термоядерного синтезу Сонця є основним процесом виникнення альтернативної енергії. Відповідно до розрахунку астрономів, передбачуване життя цієї планети становить п'ять мільярдів років, що дозволяє судити про практично нескінченні запаси сонячного випромінювання. Відновлювані джерела енергії - це потоки Сонця, що надходять, але й інші похідні - альтернативні джерела: рух вітру, хвиль і в природі. Протягом тривалого часу природа пристосовувалась до використання сонячного випромінювання і таким чином досягла теплової рівноваги. Ця отримана енергія не призводить до загального потепління, оскільки, запустивши всі необхідні процеси Землі, вона повертається у космос. Раціональне використання відновлюваних джерел енергії є першорядним завданням
вчених, які ведуть наукові розробки у цій галузі. Адже з усього отриманого сонячного випромінювання тільки третина використовується на підтримку життєвих процесів на Землі, 0,02% витрачається рослинами для необхідного їм фотосинтезу, а незатребувана частина, що залишилася, повертається назад в космічний простір.
Види та застосування
Відновлювані джерела енергії складаються з кількох основних компонентів:
Національна лабораторія Данії підготувала звіт, де було сказано, що вже до 2050 року світ зможе перейти на отримання енергії з низьким рівнем викиду вуглецю. При цьому собівартість її буде набагато меншою, ніж вартість видобутку природних ресурсів з надр Землі.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
«РОСІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ГЕОЛОМОРОЗВІДКОВИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ СЕРГО ОРДЖОНІКИДЗЕ»
Факультет геоекології та географії
Кафедра екології та природокористування
РЕФЕРАТ
По курсу "Техногенні системи та екориск"
На тему
“Відновлювані та не відновлювані джерела енергії”
Підготував:
Студент групи ЕКО-14-2П
Рузметов Т.В.
Москва 2017
Вступ................................................. .................................................. ............ 3
1. Відновлювані енергоресурси.............................................. ...................... 4
1.1. Класифікація відновлюваних джерел енергії............................... 4
1.2. Вітроенергетика................................................. .......................................... 5
1.3. Гідроенергетика................................................. .......................................... 7
1.4 Геліоенергетика................................................ ............................................ 9
1.5 Енергія біомаси............................................... ........................................ 11
2. Невідновлювані джерела енергії............................................. ........... 13
2.1. Представники невідновлюваних енергоджерел............................. 14
2.1.1. Вугілля................................................. .................................................. ..... 14
2.1.2. Нафта................................................. .................................................. ..... 16
2.1.3. Природний газ................................................ ........................................ 17
2.2. Отримання атомної енергії............................................... ....................... 17
2.2.1. Атомні електростанції................................................ ........................ 18
2.2.2. Переваги та недоліки АЕС.............................................. ............. 19
2.2.3. Аварії на АЕС............................................... ......................................... 20
Висновок................................................. .................................................. ..... 21
Список використаної литературы............................................... ................. 22
Вступ
У сучасному світіІснує кілька глобальних проблем. Одна з них – виснаження природних ресурсів. З кожною хвилиною у світі використовується величезна кількість нафти та газу для потреб людини. Тому постає питання: чи довго нам вистачить цих ресурсів, якщо продовжувати їх використовувати у такому ж величезному обсязі? За розрахунками, запас нафтових ресурсів планети вичерпується наприкінці нинішнього століття. Тобто, нашим онукам та правнукам не буде чого використовувати для отримання енергії? Звучить страшно. Також використання традиційних з корисними копалинами погано впливає екологічну обстановку світу. Тому людство зараз дедалі більше замислюється про альтернативні джерела отримання енергії. У цьому полягає актуальність даної реферативної роботи.
Відновлювані енергоресурси
Класифікація відновлюваних джерел енергії
Відновлювані джерела енергії (ВІЕ) - це енергоресурси постійно існуючих природних процесів на планеті, а також енергоресурси продуктів. життєдіяльності біоцентрів рослинного та тваринного походження Характерною особливістюВІЕ є циклічною їх відновлення, яка дозволяє використовувати ці ресурси без тимчасових обмежень.
Зазвичай до відновлюваних джерел енергії відносять енергію сонячного випромінювання, потоків води, вітру, біомаси, теплову енергію верхніх шарів земної кори та океану.
ВІЕ можна класифікувати за видами енергії:
· механічна енергія (енергія вітру та потоків води);
· Теплова та промениста енергія (енергія сонячного випромінювання та тепла Землі);
· Хімічна енергія (енергія, укладена в біомасі).
Потенційні можливості ВІЕ практично необмежені, але недосконалість техніки та технології, відсутність необхідних конструкційних та інших матеріалів поки що не дозволяє широко залучати ВІЕ до енергетичного балансу. Проте за останні роки у світі особливо помітний науково-технічний прогрес у спорудженні установок з використання ВДЕ та насамперед: фотоелектричних перетворень сонячної енергії, вітроенергетичних агрегатів та біомаси.
Доцільність та масштаби використання відновлюваних джерел енергії визначаються насамперед їхньою економічною ефективністю та конкурентоспроможністю з традиційними енергетичними технологіями. Це пояснюється кількома причинами:
· Невичерпність ВІЕ;
· Немає потреби у транспортуванні;
· ВІЕ - екологічно вигідні та не забруднюють навколишнє середовище;
· Відсутність паливних витрат;
· За певних умов, у малих автономних енергосистемах, ВІЕ можуть виявитися економічно вигіднішими, ніж традиційні ресурси;
· Немає необхідності у використанні води у виробництві.
Вітроенергетика
Енергія вітру вже понад 6000 тисяч років використовується людьми. Перші найпростіші вітродвигуни застосовували в давнину в Єгипті та Китаї. У Єгипті (біля Олександрії) збереглися залишки кам'яних вітряків барабанного типу, побудованих ще у ІІ-І ст. до зв. е. Вітряні млинивикористовувалися для розмелювання зерна в Персії вже в 200-му році до н. е. Млини такого типу були поширені в ісламському світі і в 13 столітті принесені до Європи хрестоносцями.
Починаючи з XIII ст., вітродвигуни набули широкого поширення в Західній Європі, особливо в Голландії, Данії та Англії, для підйому води, розмелювання зерна та приведення в рух різних верстатів.
Вітряки, що виробляють електрику, були винайдені в 19-му столітті в Данії. Там у 1890 році була побудована перша вітроелектростанція, а до 1908 року налічувалося вже 72 станції потужністю від 5 до 25 кВт. Найбільші з них мали висоту вежі 24 м та чотирилопатеві ротори діаметром 23 м.
Однак на початку 19-20 ст. НТП загальмував розвиток вітроенергетики. Корисні копалини, такі як нафта і газ, замінили вітер як джерело енергії. Але людство такими темпами виснажує природні ресурси Землі, що знову постає питання повернення до витоків, тобто. до нового етапу розвитку вітрової енергетики
Найгостріше питання вітроенергетики – економічна ефективність ВЕУ. Дуже важливо вибрати правильне місце для встановлення агрегатів. І тому існують спеціальні характеристики, дозволяють правильно підібрати місце розташування. Найбільш перспективними місцями для енергії з вітру вважаються прибережні зони. У морі, на відстані 10-12 км від берега (іноді й далі) будуються офшорні ферми. Башти вітрогенераторів встановлюють фундаменти із паль, забитих на глибину до 30 метрів. Також можуть використовуватися інші типи підводних фундаментів, а також плаваючі основи.
Не варто забувати, що продуктивність енергії залежить від двох основних чинників: напряму та швидкості вітру.
Швидкість вітру – головна перешкода розвитку вітрової енергетики. Вітер характеризується не лише багаторічною та сезонною мінливістю. Він може змінювати швидкість та напрямок протягом дуже коротких проміжків часу. Почасти короткочасні коливання швидкості вітру компенсуються самим вітроагрегатом, особливо у великих швидкостях вітру, що він починає підгальмовувати своє обертання (зазвичай, після 13-15 м/с). Однак більш тривалі зміни або зниження швидкості вітру впливають на вироблення вітроагрегату та всього вітропарку загалом. Але в сучасній вітроенергетиці цей недолік зводиться до мінімуму тим, що вітромоніторинг, який починається ще на передпроектній стадії, продовжується і надалі. Накопичена база даних вітропотенціалу дозволяє прогнозувати вироблення вітропарку вже на 2-му році його експлуатації на 24 години вперед із досить високою для електричних мереж точністю.
Усі вітрові установки можна розділити на 2 великих типу: з вертикальною віссю обертання ротора та з горизонтальною.
ВЕС з вертикальною віссю обертання (на вертикальну вісь «насаджено» колесо, на якому закріплені «приймальні поверхні» для вітру), на відміну від крильчастих, можуть працювати за будь-якого напрямку вітру, не змінюючи свого положення. Вітрові двигуни цієї групи тихохідні, тому не створюють великого шуму. У них використовуються багатополюсні електрогенератори, що працюють на малих оборотах, що дозволяє застосовувати прості електричні схеми без ризику зазнати аварії при випадковому пориві вітру. Головними недоліками таких агрегатів є їхній малий період обертання та малий ККД у порівнянні з горизонтальними ВЕС. До побічним діямроботи таких установок слід зарахувати наявність низькочастотних вібрацій, що виникають з допомогою дисбалансу ротора.
Вітроенергетичний ринок - один з найбільш динамічних у світі. Його зростання за 2009 рік – 31%. Досі вітроенергетика найбільш динамічно розвивалася в країнах ЄС, але сьогодні ця тенденція починає змінюватися. Сплеск активності спостерігається у США та Канаді, тоді як у Азії та Південній Америці виникають нові ринки. В Азії, як в Індії, так і в Китаї, 2005 року зареєстровано рекордний рівень зростання.
В даний час промисловим виробництвом ВУЕ займається понад 300 фірм. Найбільш розвинену промисловість мають Данія, Німеччина, США. Серійне виробництво вітроустановок розвинене у Нідерландах, Великій Британії, Італії та інших країнах.
Гідроенергетика
Людина з давніх-давен використовувала енергію води та її течії у своїх потребах. Тому історія гідроенергетики бере свій початок із давніх часів: ще давні греки використовували водяні колеса для помелу зерна. З часом технології вдосконалювалися, і в 19 столітті була винайдена перша водна турбіна. Її створили окремо один від одного 2 вчених: російський дослідник І. Сафонов у 1837 та французький вчений Фурнейрон у 1834 році. Однак винахідником гідротурбіни, можна сказати першої ГЕС, вважається М. Доливо-Добровольський. Свій винахід він продемонстрував на виставці у Франкфурті. Воно складалося з генератора трифазного струму, який обертала водяна турбіна, а електрика, що виробляється нею, передавалося 170 кілометровими проводами на всю територію виставки. В даний час енергія води становить понад 60 відсотків від усіх ВДЕ і є найпродуктивнішою з усіх (ККД сучасних ГЕС становить близько 85-95%). Після цього у світі починається «гідроенергетичний бум».
Основними причинами такого бурхливого розвитку гідроенергетики є постійне відновлення ресурсів кругообігом води в природі та щодо простими механізмами видобутку самої енергії. Однак, часто, будівництво та встановлення ГЕС є дуже трудомістким і капіталомістким процесом. Особливо це відноситься до спорудження гребель та накопичення величезних мас води за ними. Також варто відзначити, що видобуток гідроенергії є екологічно чистим процесом. Але поки що людям служить лише невелика частина гідроенергетичного потенціалу землі. Щороку величезні потоки води, що утворилися від дощів та танення снігів, стікають у моря невикористаними. Якби вдалося затримати їх за допомогою гребель, людство отримало б додатково величезну кількість енергії.
Якщо описувати роботу ГЕС, то її принцип полягає у виробленні енергії турбіною, що обертається за допомогою падаючої з невизначеної висоти води. Гідравлічна турбіна перетворює енергію води, що тече під натиском, в механічну енергію обертання валу. Існують різні конструкції гідротурбін, що відповідають різним швидкостям течії та різним напорам води, але всі вони мають лише два лопатеві вінці. Вісь обертання турбіни, розрахованої на велику витрату і малий натиск, зазвичай мають у своєму розпорядженні горизонтально. Такі турбіни називають осьовими чи пропелерними. У всіх великих осьових турбінах лопаті робочого колеса можуть повертатися відповідно до змін напору, що особливо цінно у разі приливних ГЕС, що завжди працюють в умовах змінного напору. Турбіни встановлюються залежно від тиску водяного потоку на ГЕС.
Гідроелектричні станції поділяються в залежності від потужності, що виробляється:
· Потужні – виробляють від 25 МВТ до 250 МВт та вище;
· Середні – до 25 МВт;
· Малі гідроелектростанції – до 5 МВт.
Потужність ГЕС безпосередньо залежить від напору води, а також від ККД генератора, що використовується. Через те, що за природними законами рівень води постійно змінюється, залежно від сезону, а також ще з ряду причин, як вираз потужності гідроелектричної станції прийнято брати циклічну потужність. Наприклад, розрізняють річний, місячний, тижневий чи добовий цикли роботи гідроелектростанції.
У гідроелектричні станції, залежно від їх призначення, також можуть входити додаткові споруди, такі як шлюзи або суднопідйомники, що сприяють навігації по водойми, рибопропускні, водозабірні споруди, що використовуються для іригації та багато іншого.
Нині лідерами з виробництва гідроенергії є Норвегія, Китай, Канада, Росія. Лідером за кількістю енергії води душу населення є Ісландія.
Геліоенергетика
Сонце - одне з найбільш джерел випромінювання у нашому Всесвіті. І тому невипадково енергія зірки дедалі більше використовується людиною для переробки на електрику. Дійсно, випромінювання Сонця, що сягає всієї поверхні Землі, має колосальну потужність 1,2*10 14 кВт. І іноді дуже прикро, що величезна частина цієї енергії пропадає даремно, особливо якщо вона за своєю кількістю в рази перевершує ресурси решти всіх ВІЕ разом узятих. Тому останніми роками дедалі активніше розвивається геліоенергетика, в якій використовується сонячна радіація для отримання електрики.
Однак за допомогою сонячного тепла можна не тільки отримувати струм, але й забезпечувати теплопровідність. Таке можливе завдяки сонячним колекторам, де нагрівається вода за допомогою сонячної радіації. І тепер вона може використовуватися для обігріву будь-яких споруд.
Також як і у вітроенергетиці, для геліостанцій дуже важливо правильно вибрати місце для їхнього будівництва. Не слід забувати, що сонячні промені, перш ніж досягти поверхні Землі, долають безліч перешкод. Насамперед, до них можна віднести атмосферу, а особливо озоновий шар. Саме завдяки йому на Землі взагалі можливе життя, адже він не пропускає шкідливе для всього живого ультрафіолетове випромінювання. Також важливу роль відіграють частинки водяної пари, що містяться в атмосфері, пилу, домішок газів та інші аерозолі. Вони частково розсіюють радіацію.
Загалом надходження радіації на земну поверхню залежить від:
· Географічної широти;
· Стану атмосфери;
· кліматичних особливостей території;
· Висоти місця прийому над рівнем моря;
· Висоти сонця над горизонтом та ін.
Загальне випромінювання, що доходить до Землі поділяється на:
· Пряме випромінювання, що дійшло до Землі;
· Розсіяна радіація;
· Противипромінювання атмосфери.
На основі цих величин складається сумарний радіаційний баланс землі, яким визначаються найбільш вдалі місця для розташування геліостанцій.
Класифікувати їх можна за:
· Виду перетворення сонячної енергії на інші її види - тепло чи електрику
· Концентрування енергії - з концентраторами або без них
· Технічної складності - прості та складні
До простих установок відносять опріснювачі, нагрівачі води, сушарки, пічні нагрівачі та ін.
До складних відносяться установки, які перетворять сонячну енергію, що надійшла, в електричну шляхом фотоелектричних приладів.
Одним із лідерів використання сонячної енергії є Швейцарія. На даний момент у країні ефективно розвивається програма з будівництва геліостанцій. Також йде тенденція на виробництво сонячних батарей, що встановлюються на дахах будівель або як фасади. Такі установки можуть компенсувати 50...70% енергії, що витрачається на виробництво
Енергія біомаси
До біомаси відносяться всі речовини органічного походження.
1. Деревина. Вже багато тисяч років людина використовує дрова для отримання тепла, приготування їжі, освітлення житла. Та й досі у дрібних поселеннях традиційно використовується цей вид одержання енергії. На жаль, це все призводить до однієї з найважливіших проблем світу - вирубки лісів. Однак це завдання вирішується за допомогою використання енергії дерев, що швидко ростуть, таких як тополя, верба та ін.
2. Відстій стічних вод. Якщо вдуматись, то у використаних людиною водах таяться величезні запаси енергії. При відстоюванні рідини утворюється величезна кількість твердої речовини, яке при переробці анаеробними бактеріями може містити близько 50% органічної речовини Однак є значні труднощі при переробці стічних вод. Головне з них - висушування цих вод, тому що на це витрачається багато тепла, яке за своїми кількісними характеристиками може перевищувати теоретичні значення енергії при повному згорянні відстояної речовини. Також цей процес не є рентабельним з точки зору екології. Адже при згорянні виділяється велика кількість вуглекислого газу. Найправильнішим варіантом у цьому випадку вважається отримання метану за допомогою анаеробних бактерій. Але установки для цього дуже недосконалі, тому цей спосіб в сучасний час не набуває великого розмаху.
3. Відходи тваринництва. Екскременти тварин містять високу кількість органічної речовини, яка може бути використана для отримання енергії. Однак так само, як і у випадку зі стічними водами, У гною міститься велика кількість вологи, тому його висушування не вигідно. Тоді існує інший варіант – це анаеробне перегнивання. За допомогою нього отримують метан, а речовини, що залишилися, можуть піти на добрива для грунтів. Але варто пам'ятати, що кількість речовини, що переробляється набагато більше в свіжому гною, тому, щоб його переробка була економічно вигідна, потрібні спеціальні споруди, що дозволяють збирати всі екскременти в одне місце, не втрачаючи його свіжості.
4. Рослинні залишки. Після збирання врожаю завжди залишаються частини рослин, що не використовуються. Вони є ще одне джерело енергії. У них міститься целюлоза - вуглецевмісний вуглевод. Завдяки відносно невеликій кількості вологи в останках при спалюванні вони виділяють багато енергії. Обмежуючим чинником розвитку цього джерела є сезонність зростання культур. Щоб забезпечити цілорічне використання останків рослин, потрібні спеціальні споруди для їхнього зростання. Також важливими факторами є потреба перевезення до місця переробки та легкість збирання культур.
5. Харчові відходи. Вони також можуть бути джерелом отримання енергії. Особливо враховуючи, що, наприклад, у відходах фруктів міститься більша кількість вуглецевих цукрів, ніж у залишках зернових культур, а в залишках м'ясних продуктів значна кількість протеїну. Але наявність вологи ускладнює можливість одержання енергії шляхом згоряння відходів. Тому доцільніше їх отримувати метан з допомогою бактерій. Але тут виникає інша проблема: харчові відходи з успіхом застосовуються в тваринництві. Тому це джерело практично не розвивається у наш час. Виняток лише становлять відходи у вигляді насіння та лушпиння, а також залишки від цукрової тростини. Наприклад, у країнах, де виростає багато очерету, його відходи йдуть на виробництво етанолу, який при спалюванні виділяє велику кількість енергії. Найяскравішим прикладом можуть стати Гавайські острови.
Енергія, отримана за рахунок відновлюваних джерел, сьогодні вже не просто предмет наукових пошуків, а фактор, що змінює розклад сил на енергетичних ринках, чинить тиск на ціну традиційних енергоносіїв та визначає економічне майбутнє країн. Країни – імпортери традиційного палива стають все більш незалежними у своїй енергетичній політиці від країн-експортерів, а ті, у свою чергу, втрачають основні важелі впливу. Світ змінюється, і паливо, що викопується, поступово перестає бути визначальним фактором геополітики: боротьба за родовища нафти і газу починає йти в минуле.
Текст:Катерина Борисова
Відновлювані джерела енергії (ВІЕ) – це види енергії, які безперервно відновлюються в біосфері Землі. До них відносяться енергія сонця, вітру, води (включаючи енергію припливів), геотермальна енергія. Як відновлюване джерело енергії також використовується біомаса, з якої виробляються біоетанол та біодизель. Причому це необов'язково мають бути спеціально вирощені для одержання енергії рослини. Джерелами енергії можуть виступати водорості, відходи виробництва та споживання.
У Росії її поновлювані джерела енергії залежно від підходу представлені або широко, або взагалі. Наприклад, згідно з даними Міненерго, частка ВДЕ в енергобалансі Росії становить близько 18%. З них 17% припадає на енергію, що виробляється за рахунок великих гідроелектростанцій. Однак частіше, коли мова заходить про відновлювані джерела енергії, внесок великих ГЕС не враховується, оскільки частка великої гідроенергетики зазвичай згадується окремою графою. Виходячи з цих позицій, частка ВДЕ у Росії – менше 1%. Це, звичайно, незрівнянно з розвитком енергетики на основі ВДЕ в інших провідних країнах світу.
ВПЕРЕД ПЛАНЕТИ ВСЕ… КИТАЙ
На першому місці за інвестиційними вкладеннями у розвиток нових технологій у сфері енергетики стоять Китай, США та країни Євросоюзу. Китай, будучи лідером з викидів парникових газів за рахунок спалювання на своїх теплових станціях переважно вугілля, лідирує і в так званих зелених інвестиціях. У 2013 році він вперше став лідером з обсягу інвестицій у «зелену енергетику», незважаючи на загальносвітове зниження інвестиційної активності у цій сфері. У 2013 році інвестиції КНР оцінювалися в 56,3 мільярда доларів, що становить 61% від загального обсягу інвестицій по країнах, що розвиваються. І це більше, ніж інвестували європейські країни, разом узяті. Більше того, ці інвестиції вперше в історії перевищили вкладення Китаю у паливну енергетику.
До 2020 року Китай має намір підвищити частку невичерпних джерел енергії до 15% та знизити вуглеродомісткість економіки на 40–45% щодо рівня 2005 року. Це дуже позитивні для всієї планети плани, якщо врахувати, що третина парникових газів, що щорічно виділяються, з'являється за рахунок роботи саме китайської індустрії. Вже до кінця 2015 року частка невикопного палива у структурі споживання цієї країни була збільшена до 12%, а споживання вугілля зменшилось на 1,7 процентних пункти (до 64,4%). Про це повідомив начальник Державного управління у справах енергетики КНР Нур Бекрі.
Багато в чому завдяки таким активним діямКитаю зростання світової економіки у 2014 році вперше (!) не супроводжувалося зростанням викидів вуглекислого газу. Це свідчить зі звіту, поданого організацією «Мережа з політики відновлюваної енергії для XXI століття», яка працює під егідою ООН.
Згідно з припущеннями Всесвітнього фонду дикої природи (WWF), до 2050 року 80% китайської енергетики може бути переведено на ВДЕ, якщо програми розвитку енергоефективності не гальмуватимуться. В результаті емісія вуглецю від виробництва енергії до 2050 року може бути на 90% меншою, ніж нині, без шкоди для стабільності електричної мережі або уповільнення економічного зростання. Можливо, цей прогноз надто оптимістичний, але сама по собі його поява показова: китайський розмах щодо впровадження ВДЕ вражає багатьох.
Сьогодні не тільки розвинені, а й багато країн, що розвиваються, мають у своїх планах енергетичного розвиткуобов'язковий пункт збільшення частки ВДЕ. Навіть Індія, в якій споживання найбруднішого виду палива – вугілля – досі лише зростало, планує до 2030 року збільшити загальний обсяг електроенергії, що виробляється на основі ВДЕ (включаючи ГЕС) з 130 ГВт до 400 ГВт і вже зараз значно обігнала нас за цими показниками. .
Провідні світові енергетичні концерни також дедалі більше зміщують акцент своїх досліджень та виробництв на відновлювані джерела енергії. Так, французька нафтогазова компанія Total придбала контрольний пакет акцій американської Sunpower, яка виробляє сонячні батареї.
ЧОМУ ЦЕ ТАК ВАЖЛИВО?
Традиційне викопне паливо, як відомо, має тенденцію до вичерпання, а його спалювання посилює парниковий ефект на планеті. Дві третини викидів парникових газів, яким ми завдячуємо глобальному потеплінню, припадають саме на традиційну енергетику. Подальше підвищення приземної температури та підвищення концентрації СО2 з великою ймовірністю призведе до фатальних наслідків не тільки для деяких видів флори та фауни, але й негативно позначиться на добробуті населення багатьох країн. Зокрема, підвищення кислотності верхнього шару океану через подальші викиди СО2 супроводжуватиметься масовою загибеллю значної частини морської біоти і насамперед коралів, що спричинить руйнування економіки багатьох країн, що розвиваються, заснованої на туризмі та прибережному рибальстві. Танення льодовиків та викликане цим підвищення рівня Світового океану означатиме у деяких випадках затоплення прибережних територій і навіть цілих країн. Особливо вразливі з цього погляду Бангладеш та держави Океанії. І це лише невелика частина можливих негативних наслідків.
Окрім своєї невичерпності та екологічності, відновлювані джерела енергії мають ще одну якість – альтернативність, що дозволить у майбутньому країнам, які не мають значних запасів викопного палива, забезпечувати енергетичну безпеку та долати свою енергозалежність від експортерів енергоносіїв. І це одне з не останніх за значимістю пояснень, чому використання ВДЕ активно розвивається в Європі і, наприклад, у Китаї, і так мало їм приділяється увага в Росії. Згідно з російською програмою розвитку енергетики до 2020 року частка ВДЕ без урахування великих ГЕС у загальному енергобалансі країни має бути доведена лише до 2,5%, тоді як, зокрема, у Німеччині до 2020 року частку ВДЕ планується довести до 30%.
На даний момент частка сонячної та вітрової енергетики у загальному енергобалансі Німеччини вже становить понад 15%. Загалом у Європейському союзі згідно зі Статистичним енергетичним щорічником (Global Energy Statistical Yearbook 2015) частка ВДЕ (включаючи ГЕС) у 2014 році становила 30%, причому в деяких європейських країнахвона сягала 98% (Норвегія).
ОБМЕЖЕННЯ ВІЕ
Однак сучасні технологіїпоки що не дозволяють повністю та повсюдно переорієнтуватися на застосування цих енергоджерел. Для їхнього використання є суттєві обмеження.
Наприклад, розвиток гідроенергетики можливий не скрізь у зв'язку з недостатністю річкових мереж. Але навіть якщо річки є, будівництво ГЕС не завжди є виправданим. Зведення великих ГЕС порушує місцеві екосистеми та біоценози, а також потребує переселення іноді значних мас населення. У той самий час вироблення малих ГЕС залежить від режиму річки – у маловодні періоди такі ГЕС різко знижують вироблення чи взагалі зупиняються. Найактивніше велика гідроенергетика сьогодні розвивається в Китаї, і тут же збудовані найбільші ГЕС у світі. Потужність китайських ГЕС сьогодні становить 260 ГВт, а до 2020 її планується збільшити до 380 ГВт. Для порівняння, потужність російської гідроенергетики – лише 46 ГВт (5 місце у світі). Такий бурхливий розвиток великої гідроенергетики Китаю викликає протести екологів, місцевого населення, вимушеного переселятися в нові місця, а також провокує суперечки та конфлікти із сусідніми країнами щодо зміни режиму стоку транскордонних річок, обсягу та якості води.
На сьогоднішній день, за різними даними, від 30 до 70% річок Китаю серйозно забруднені, деякі річки більше не впадають у море, значно зменшилася їхня біорізноманіття. Гідротехнічна активність КНР впливає на стан річок в Індії, Бангладеш, Росії, Казахстані, В'єтнамі, Лаосі, М'янмі, Таїланді та Камбоджі.
Що стосується енергії приливних хвиль та геотермальних джерел, то вона також не скрізь доступна. Хоча, наприклад, в Ісландії електроенергетика здебільшого живиться від геотермальних джерел.
На енергію вітру доводиться розраховувати також у обмежених масштабах. По-перше, не скрізь є достатній вітровий потенціал та пустельні території, придатні для встановлення вітряків. До того ж вітрові та сонячні станції досі є одними із найдорожчих джерел електроенергії. А використання сонячних батарей у північних широтах нерентабельне через недостатню кількість сонячних днів на рік. Крім того, вироблення сонячної енергії сильно залежить від часу доби, сезону та погодних умов.
Варто також згадати, що малі ГЕС, вітроустановки та геліоустановки не можуть стати основними джерелами енергії для великих електромереж через нестабільність вироблення ними енергії. Якщо їхня частка починає перевищувати 20% потужності енергосистем, виникає необхідність введення додаткових регулюючих потужностей. Поки що найкраще завдання регулювання справляються великі ГЕС, які в період пікових навантажень можуть збільшити вироблення енергії за кілька хвилин, тоді як навіть ТЕС (не кажучи вже про АЕС) для цього потрібний годинник.
Тим не менш, у Європі найактивніше розвиваються саме вітро- та сонячна енергетика. Більше того, Євросоюзу навіть вдалося частково вирішити проблему регулюючих та накопичувальних потужностей у «зеленій енергетиці»: «акумуляторною батареєю» Західної Європи стала Норвегія, багата на свій гідропотенціал і має в достатній кількості гідроакумулюючі станції (ГАЕС). Коли виникають надлишки електроенергії, насоси на ГАЕС качають воду з нижнього б'єфу водосховища до верхнього. У моменти піку електроспоживання воду знову скидають, і вона надає руху генераторам. Ця країна вже з'єднана високовольтними ЛЕП із Швецією, Данією та Нідерландами. Лондон також планує прокласти в Норвегію кабель дном Північного моря. А Німеччина зможе за рахунок такого ж кабелю відправляти свої надлишки «зеленої електрики» до Норвегії та отримувати звідти при необхідності екологічно чисту гідроенергію з 2020 року. Угода про прокладання між німецьким містом Вільстер, розташованим на північний захід від Гамбурга, та норвезьким Тонстадом підводної ЛЕП завдовжки 623 кілометри та потужністю 1400 МВт була підписана у лютому 2015 року. Ця ЛЕП покриє 3% споживання електроенергії у Німеччині.
Що стосується використання енергії біомаси, то воно поки що йде врозріз із політикою запобігання продовольчій кризі на планеті. Тепер на продукти аграрно-промислового комплексу претендують не лише люди, а й машини. Наприклад, для отримання тонни біодизеля потрібно близько тонни рослинного масла, вичавлений з насіння олійних культур. А для виробництва біоетанолу використовують, зокрема, цукрову тростину, пшеницю, рис, жито, ячмінь, кукурудзу, сорго, картопля, топінамбур, цукрові буряки.
Обсяг шкідливих викидів в атмосферу у біоетанолу істотно менше, ніж у звичайного бензину, зате нижче його енергетична цінність, а отже, потрібні його більші обсяги. Цікаво, що розмір небажаних викидів біоетанолу залежить від культури, з якої виробляється. Етанол із цукрової тростини скорочує викиди парникових газів приблизно на 80% порівняно з викопними видами палива. А самий «неекологічний» біоетанол, що знижує викиди лише на 30%, виробляється з кукурудзи. Саме цукрова тростина та кукурудза є найбільш популярними культурами для виробництва біопалива.
Основні виробники біоетанолу сьогодні – США, що спеціалізуються на переробці в паливо кукурудзи, та Бразилія, яка вирощує для цього цукрову тростину. Ці країни виробляють 2/3 споживаного у світі біопалива. З усіх видів ВІЕ біомаса в цих країнах – найвідоміший відновлюваний ресурс.
Критики використання біопалива відзначають, що зростання його виробництва викликає підвищення цін на продовольство, хоча мало б бути навпаки: виробництво біоетанолу покликане було знизити залежність від зростання цін на нафту, що впливають, у свою чергу, на ціну продуктів харчування.
Противники біопалива також звертають увагу, що під плантації сировини, що використовується для його виробництва, або вирубуються тропічні ліси (Бразилія, Малайзія, Індонезія), які здатні поглинути значно більше СО2, ніж цукрова тростина, кукурудза або інші злакові, що використовуються для виробництва етанолу так само, як і спалювання вуглеводнів, сприяє глобальному потеплінню; або під плантації займаються площі, які раніше використовувалися для вирощування харчових культур, що, звичайно, не сприяє боротьбі з голодом. Виробництво біопалива також суперечить стратегії економії водних ресурсів, оскільки для виробництва літра біопалива необхідно 2500 літрів води на вирощування технічних культур.
Тим не менш, цей вид палива перспективний, адже його можна виробляти з величезного спектру сировини: починаючи від спеціально вирощених технічних культур і закінчуючи водоростями, відходами деревообробки, макулатурою, відпрацьованим машинним маслом і продуктами життєдіяльності великої рогатої худоби.
Незважаючи на наявні недоліки, всі перераховані вище ВІЕ активно впроваджуються в провідних країнах світу, і витрати на їх застосування постійно знижуються. За оцінками Грінпіс та деякими сценаріями Міжнародного енергетичного агентства (МЕА), собівартість електроенергії ВДЕ до 2030 року зрівняється із собівартістю електроенергії з викопного палива.
При досягненні терміну окупності енергія, що виробляється з ВІЕ, стає майже безкоштовною через відсутність витрат на паливо.
ВИБІР РОСІЇ
Російська енергетика продовжує залишатися інертною, роблячи ставку на нафту та газ. І це пояснюється тим, що ми не маємо достатніх стимулів для розвитку альтернативних джерел. По-перше, у нас все своє і ні від кого ми у сфері енергетики не залежимо. По-друге, щоб впроваджувати нові технології та змінювати всю структуру господарювання у цій сфері, потрібні значні фінансові вкладення з боку держави. Світовий досвід показує, що для успішного розвитку відновлюваної енергетики необхідно як мінімум стимулювання у вигляді необхідних підзаконних актів, субсидій на наукові розробки, податкових пільг, надання пільгових кредитів для фінансування підприємств, що використовують ВДЕ, і т.д.
У принципі, Росія включилася до загальносвітового процесу переходу на відновлювані джерела енергії, але дуже обережно. У 2013 році було запущено програму підтримки «зеленої енергетики» на оптовому ринку, яка гарантувала девелоперам повернення інвестицій у розвиток альтернативних джерел. За планом програми, до 2020 року у Росії мають з'явитися сонячні станції сумарною потужністю 1,5 ГВт, малі ГЕС потужністю 900 МВт та вітряки потужністю 3,6 ГВт. Це ті потужності, які уряд готовий профінансувати. Щоправда, навіть ці незначні обсяги за фактом фінансує не держава, а споживачі через договори про постачання потужності. Найбільші споживачі висловлюють своє невдоволення цією обставиною.
ВІЕ у нас не користуються популярністю навіть серед інвесторів, які розраховують на держпідтримку. Із трьох запропонованих програмою альтернативних джерел серйозний інтерес девелоперів виявили лише до сонячної енергетики. Вітроенергетиці та малим ГЕС уваги приділяється поки що значно менше.
Розвиток альтернативної енергетики у Росії неактуальний навіть із позицій запобігання зміні клімату. У нашій країні на проблему глобального потепління переважно дивляться відсторонено і зі скепсисом.
По-перше, вважається, що потепління для Росії – це швидше плюс, ніж мінус: менше витрачатимемо палива на обігрів, у тундрі можна буде картоплю вирощувати, підвищаться врожаї сільськогосподарських культур, стане доступнішим Північний морський шлях тощо.
По-друге, російські вчені схильні розглядати проблему зміни клімату у масштабах планетарної історії, а чи не історії людства. Наша планета за час свого існування пережила кілька більш значних кардинальних змін клімату, і нинішнє потепління – це лише невеликий та закономірний епізод в історії Землі, який меншою мірою викликаний діяльністю людини та більшою мірою – астрономічними процесами (рухом Землі еліптичною орбітою, циклами сонячної активності, впливом інших планет, зміною кута нахилу земної осі та ін.).
Крім того, навіть виверження одного великого вулкана може зробити більш серйозний вплив на клімат, ніж багаторічна діяльність людства.
Більше того, існує думка, що зараз наша планета має вступити в черговий льодовиковий період, а нинішня діяльність людини, що супроводжується викидами парникових газів, відсуває цей момент, чим рятує Землю від катаклізмів глобального похолодання.
Загалом, Росія без ентузіазму сприймає загальну ейфорію, викликану ерою ВДЕ, що настає. Ми з великою Вважається, що потепління для Росії – це швидше плюс, ніж мінус: менше витрачатимемо палива на обігрів, у тундрі можна буде картоплю вирощувати, підвищаться врожаї сільськогосподарських культур, стане доступнішим Північний морський шлях небажанням піддалися загальній моді на розвиток альтернативних джерел енергії і плетемося в хвості прогресу. Прийняті закони – це певна данина загальносвітовим тенденціям із внутрішнім відчуттям їхньої непотрібності для нас. Наших запасів викопного палива вистачить ще на кілька поколінь, а розвиток нових технологій та отримання енергії на їхній основі поки що надто дорого. Ми можемо пересидіти і перечекати перехідний період на шляху до «зеленої енергетики», використовуючи газ, який є екологічно чистим видом палива з усіх копалин.
І тут наша головна небезпека – залишитися у минулому столітті, коли все передове людство перейде у епоху нових технологій. Хоча є й інші проблеми, оскільки наші енергоресурси перестануть цікавити всіх, окрім нас самих. Вже сьогодні ціна на наші основні експортні товари – нафту і газ – впала несподіваним для нас чином, і це падіння, крім конкуренції нафтогазових експортерів, що посилилося, було викликане ще й зменшенням попиту в Європі через розвиток ВДЕ і, до речі, глобального потепління (! ).
Єдиний плюс такої ситуації лише у тому, що ми нарешті газифікуємо усі наші території. У сільській місцевості у нас не газифіковано 50% населених пунктів. Та й відчутна частина міського населення досі не підключена до газу.
Однак наші енергетичні гіганти втратять більшу частину доходів, а отже, і держава втратить основне джерело поповнення бюджету.
Зрештою, будемо ми чи не розвиватимемо альтернативну енергетику, для нашої країни не важливо. Важливо лише те, що ці технології розвивають традиційні покупці палива, а отже, Росії вже зараз потрібно шукати нові джерела доходу. Майбутнє – за новими технологіями, а за нами – лише важкий вибір.
ВІДНОВЛЮВАНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ, потоки енергії, що постійно існують або періодично виникають у навколишньому середовищі. До основних відновлюваних джерел енергії відносяться: сонячне випромінювання, гідроенергія, енергія вітру, біомаси, морських та океанічних течій, енергія припливів та відливів, теплова енергія надр Землі (геотермальна енергія). Потенційні запаси відновлюваних джерел енергії набагато перевищують усі перспективні потреби людства в енергії, а також потенціал невідновлюваних джерел енергії (органічних та ядерних палив). Використання відновлюваних джерел енергії (нетрадиційна енергетика) дозволить вирішити проблеми скорочення запасів невідновлюваних паливно-енергетичних ресурсів, забезпечення енергоресурсами децентралізованих споживачів та регіонів із далеким завезенням палива, зниження витрат на його доставку. Технічний потенціал відновлюваних джерел енергії Росії становить приблизно 4,6 мільярда тонн умовного палива (т.у.т.) на рік (у Російської Федераціїприйнятий паливний тонно-еквівалент з вугілля, що дорівнює 29,3 · 10 9 Дж; в Європі та США прийнято паливний тонно-еквівалент з нафти, що дорівнює 41,8 · 10 9 Дж), що перевищує сучасний рівень енергоспоживання Росії, що становить близько 1,2 мільярда т.у.т. на рік.
Сонячне випромінювання (найпотужніший джерело енергії Землі) істотно змінюється залежно від часу доби, стану атмосфери, пори року. Річний потік сонячної радіації Землі перебуває у межах 3000-8000 МДж/м 2 на рік (800-2200 кВт·ч/м 2 ). Щорічна кількість сонячної енергії біля поверхні Землі в 25 разів перевищує енергію всіх світових розвіданих запасів вугілля і в 3-5 тисяч разів більше енергії, що щорічно витрачається людством. У Росії її економічний потенціал використання сонячної енергії еквівалентний 2300 мільйонам т.у.т., освоєно 12,5 мільйонів т.у.т.
Сонячну енергію можна використовувати для виробництва електроенергії безпосереднім перетворенням на електричну енергію за допомогою сонячних батарей (дивись також Геліотехніка, Геліоелектрична станція).
Гідроенергетичні джерела оцінюють кількістю енергії, яка може бути отримана, якщо перегородити всі великі річки планети, що відповідає 9802 мільярдів кВт·год, зокрема 852 мільярди кВт·год (близько 8,7% світових запасів) становить економічний потенціал гідроенергетичних ресурсів Росії. Найбільші гідроенергетичні запаси мають Китай, Росія, США та Бразилія. У Росії її основні гідроенергетичні ресурси (близько 80%) перебувають у малообжитих районах Сибіру та Далекого Сходу (освоєно близько 10%). Тому створення цих районах великих ГЕС видається невиправданим як із економічної, і з екологічної точок зору (приведе до затоплення великих просторів тайги). Виробництво сучасних гідроагрегатів потужністю 10-5860 кВт дозволяє відновити у Росії будівництво малих ГЕС. Економічний потенціал використання малої гідроенергетики еквівалентний 125 мільйонам т.у.т., освоєно 65 мільйонів т.у.т. (На 2003 діють близько 50 мікро-ГЕС потужністю від 1,5 до 50 кВт) (дивися Гідроенергетика).
Використання енергії вітру різних районах Землі неоднаково. У Росії її економічний потенціал енергії вітру еквівалентний 2000 мільйонів т.у.т., освоєно 10 мільйонів т.у.т. (Диви Вітроелектрична станція, Вітроенергетика).
Біомаса, що отримується з продуктів сільського господарства, лісівництва, аквакультури, промислових та побутових органічних відходів, служить для виробництва енергії та біопалива (енергетична ферма). Основною метою переробки сировини могло б бути виключно виробництво енергії, але вигідніше використовувати біомасу для отримання та біопалива (наприклад, метилового спирту). У Росії її економічний потенціал енергії біомаси еквівалентний 53 мільйонам т.у.т., освоєно 35 мільйонів т.у.т. (2005). Є технічні розробки з використання біогазу як автомобільне паливо (дивися Біогаз, Біомасса).
Океанічні джерела включають енергію течій на всій акваторії Світового океану, припливів, хвиль, змішування прісних і солоних морських вод, різниці (градієнтів) температур, що існує між поверхневими та глибинними шарами води в тропічних районах океанів. Для технічної реалізації доцільно освоєння тільки найбільших течій, припливів з великою амплітудою, ділянок океану зі значною різницею солоності між річковим стоком і морською водою і з температурним перепадом 20°С, при якому може бути ефективно здійснений цикл Карно. На перетворенні енергії припливів засновано дію приливних електростанцій (ПЕМ). Найбільш відомі: ПЕМ потужністю 240 МВт, розташована в Бретані (Франція), і невелика дослідна станція потужністю 400 кВт у Кислой губі на узбережжі Баренцевого моря (Росія). До перспективних проектів розвитку приливної енергетики в Росії належать Мезенська ПЕМ на Білому морі (19 200 МВт), Тугурська ПЕМ на Охотському морі (7980 МВт). У Світовому океані різниця температур між теплими поверхневими водамиі холоднішими (придонними) досягає 20°С. Це забезпечує безперервно поповнюваний запас теплової енергії, яка може бути перетворена на інші види (механічну, електричну).
Геотермальні джерела акумулюють невичерпну кількість енергії в надрах землі. Ресурси, придатні для промислового використання, поділяють на гідрогеотермальні та петрогеотермальні (див. статті Геотермальні ресурси). Гідро геотермальні джерела(у тому числі системи з гарячою водою) поширені набагато ширше, ніж системи, що виробляють перегріту пару (близько 240 ° С) під тиском до 3,5 МПа, з невеликим вмістом інших газів, відсутністю (або малим вмістом) води (відомі також як системи сухої пари). Пар, зазвичай високої якості (містить незначну кількість твердих частинок), можна направляти відразу після вилучення з надр у звичайну турбіну для виробництва електроенергії. Перша в Росії Паужетська ГеоТЕС потужністю 5 МВт, доведена згодом до потужності 11 МВт, створена в 1967 на південному краю півострова Камчатка. На Верхньомутнівській ГеоТЕС потужністю 12 МВт і Мутнівській ГеоТЕС потужністю 80 МВт (Камчатка) як теплоносій використовується пара місцевого родовища (тиск 0,8 МПа). У 1989 році на Північному Кавказі створено дослідну Ставропольську ГеоТЕС, де як теплоносій застосовується термальна вода з температурою 165°С, що видобувається з глибини 4,2 км. Функціонує океанська ГеоТЕС на острові Ітуруп (Сахалінська область) сумарною потужністю 30 МВт. Перебуває в експлуатації Курильська ГеоТЕС потужністю 0,5 МВт. Родовища парогідротермальних джерел є в Росії тільки на Камчатці та Курилах, тому геотермальна енергетикане може відігравати значної ролі в масштабах країни, проте для вказаних районів, енергопостачання яких цілком залежить від палива, що привозить, геотермальна енергетика здатна радикально вирішити проблему енергозабезпечення (дивись також Геотермальна електростанція).
Екологічний аспект.Існує думка, що вироблення електроенергії за рахунок відновлюваних джерел є абсолютно екологічно «чистим» варіантом. Не зовсім правильно, оскільки ці джерела енергії мають принципово іншим спектром на довкілля проти традиційними енергоустановками на органічному паливі. Використання відновлюваних джерел енергії може призвести до зміни теплового балансу, затемнення великих територій сонячними концентраторами (сонячна енергія); шумових впливів, локальних кліматичних змін, небезпеки для мігруючих птахів та комах (вітроенергетика); викиду твердих частинок, канцерогенних та токсичних речовин, діоксиду вуглецю, біогазу (біоенергетика); появі біологічних аномалій під впливом гідродинамічних та теплових збурень, періодичного затоплення прибережних територій, ерозії узбережжя, зміни руху прибережних пісків (гідротермальна енергетика, енергія припливів, хвиль); зміни рівня грунтових вод, осідання грунту, заболочування (геотермальна енергетика) та ін.
Літ.: Бойлс Д. Біоенергія: технологія, термодинаміка, витрати. М., 1987; Васильєв Л. Л., Гракович Л. П., Хрустальов Д. К. Теплові труби в системах із відновлюваними джерелами енергії. Мінськ, 1988; Андрєєв Ст М., Гриліхес Ст А., Румянцев Ст Д. Фотоелектричне перетворення концентрованого сонячного випромінювання. Л., 1989; Січкарєв Ст І., Акулічов Ст А. Хвильові енергетичні станції в океані. М., 1989; Лабунцов Д. А. Фізичні засади енергетики. М., 2000.
Новини про рекорди в галузі використання ВІЕ не сходять із стрічок новин в останні кілька років. За інформацією Міжнародного агентства з відновлюваної енергетики (IRENA), у період 2013-2015 років частка ВДЕ у нових потужностях в електроенергетиці вже становить 60%. Очікується, що ще до 2030 року поновлювані перенесуть вугілля на друге місце і вийдуть у лідери в балансі генерації електроенергії (за прогнозом МЕА, третина обсягів електроенергії цього року буде вироблятися за допомогою ВДЕ). З урахуванням динаміки введення нових потужностей ця цифра виглядає не надто фантастичною – у 2014 році частка поновлюваних у світовому виробництві електроенергії становила 22,6%, а у 2015 році – 23,7%.
Однак під загальним терміном ВІЕ ховаються різні джерела енергії. З одного боку, це давно й успішно експлуатована велика гідроенергетика, з другого - щодо нові види - такі як сонячна енергетика, вітер, геотермальні джерела і навіть зовсім екзотична енергія хвиль океану. Частка гідроенергетики у виробленні електроенергії у світі залишається стабільною - 18,1% у 1990 році, 16,4% у 2014 році та приблизно така сама цифра у прогнозі на 2030 рік. Двигуном стрімкого зростання ВДЕ за останні 25 років стали саме «нові» види енергії (перш за все, сонячна та вітроенергетика) – їх частка збільшилася з 1,5% у 1990 році до 6,3% у 2014 році та ймовірно наздожене гідроенергетику у 2030 році. , досягнувши 16,3%
Незважаючи на такі бурхливі темпи розвитку ВДЕ, залишається чимало скептиків, які сумніваються у стійкості цього тренду. Наприклад, Пер Віммер, у минулому співробітник інвестиційного банку Goldman Sachs, а нині засновник і керівник власної інвестиційно-консалтингової компанії Wimmer Financial LLP, вважає, що ВІЕ - це «зелена бульбашка», аналогічна бульбашці доткомів 2000 року та іпотечній кризі в США 2007- 2008 року. Цікаво, що Пер Віммер - громадянин Данії, країни, яка вже давно є лідером у секторі вітроенергетики (у 2015 році на данських вітряних електростанціях було вироблено 42% спожитої в країні електроенергії) і прагне стати найзеленішою державою якщо не у світі, то точно вже в Європі. Данія планує повністю відмовитися від використання викопних джерел палива до 2050 року.
Основний аргумент Віммера полягає в тому, що енергія ВДЕ є комерційно неконкурентоспроможною, а проекти з її використанням – нестійкими у довгостроковій перспективі. Тобто «зелена» енергія – надто дорога в порівнянні з традиційною, і розвивається вона лише завдяки державній підтримці. Висока частка боргового фінансування в проектах ВДЕ (до 80%) та його зростаюча вартість призведуть, на думку експерта, або до банкрутства компаній, що реалізують проекти у сфері «зеленої» енергетики, або до необхідності виділення все більшого обсягу коштів державної підтримки для утримання їх на плаву. Однак Пер Віммер не заперечує, що ВДЕ мають відігравати свою роль в енергозабезпеченні планети, але державну підтримку пропонує надавати лише тим технологіям, які мають шанс стати комерційно рентабельними протягом наступних 7-10 років.
Сумніви Віммера не безпідставні. Напевно, один із найдраматичніших прикладів – це компанія SunEdison, яка у квітні 2016 року подала заяву про банкрутство. До цього моменту SunEdison була однією з американських компаній, що найшвидше зростають у галузі ВДЕ, вартість якої влітку 2015 року оцінювалася в $10 млрд. Тільки за три роки, що передували банкрутству, компанія інвестувала в нові придбання $18 млрд, а всього було залучено $24 млрд акціонерного і позикового капіталу.
Перелом щодо інвесторів настав, коли SunEdison невдало спробувала поглинути за $2,2 млрд компанію Vivint Solar Inc, яка займається встановленням сонячних панелей на покрівлі будинків, що збіглося зі зниженням цін на нафту. В результаті ціна акцій SunEdison впала з пікових значень (понад $33 у 2015 році) до 34 центів у момент подання заяви про банкрутство. Історія SunEdison – тривожний, але не однозначний сигнал для індустрії. За оцінками аналітиків, проекти в компанії були «хороші», а причина банкрутства була в надто швидкому зростанні та великих боргах.
Однак динаміка індексу MAC Global Solar Energy Stock Index (індекс, який відслідковує зміну котирувань акцій понад 20 публічних компаній, що працюють у секторі сонячної енергетики зі штаб-квартирами в США, Європі та Азії) за останні чотири роки також не вселяє оптимізму.
Питання про субсидії теж виглядає неоднозначним. З одного боку, обсяг державної підтримки ВДЕ у світі зростає з кожним роком (у 2015 році, за оцінками МЕА, він наблизився до $150 млрд, 120 з яких припадали на сектор електроенергетики без урахування гідроенергетики). З іншого - викопні джерела енергії також субсидуються державами, причому у значно більших масштабах. У 2015 році обсяг таких субсидій оцінювався IEA у $325 млрд, а у 2014 році – у $500 млрд. При цьому ефективність субсидування технологій ВДЕ поступово підвищується (субсидії у 2015 році зросли на 6%, а обсяги нової встановленої потужності – на 8%).
Також зростає, причому стрімко конкурентоспроможність ВІЕ за рахунок зниження вартості виробництва електроенергії. Для порівняння собівартості різних джерел електроенергії часто використовується показник LCOE (levelized cost of electricity – повна наведена вартість електроенергії), при розрахунку якого враховуються всі витрати як інвестиційного, так і операційного характеру на повному. життєвому цикліелектростанції відповідного типу За даними компанії Lazard, яка щороку випускає оцінки LCOE для різних видів палива, для вітру цей показник за останні 7 років знизився на 66%, а для сонця – на 85%.
При цьому нижні рівні діапазону оцінки LCOE для вітрових та сонячних електростанцій промислового масштабу вже можна порівняти або навіть нижче значень цього параметра для газу та вугілля. Незважаючи на те, що методологія LCOE не дозволяє врахувати всі системні ефекти та потреби у додаткових інвестиціях (мережі, базові резервні потужності та інше), це означає, що проекти у вітро- та сонячній енергетиці стають конкурентоспроможними порівняно з традиційними видами палива та без державної підтримки.
Ще однією характеристикою цього тренду є темп зниження цін, що заявляються енергокомпаніями на аукціонах із купівлі великих обсягів електроенергії за допомогою PPA (power purchase agreement – угода про постачання електроенергії). Наприклад, черговий рекорд для сонячної енергетики у розмірі 2,42 цента за кв/год був поставлений консорціумом, що складається з китайського виробника панелей JinkoSolar та японського девелопера Marubeni, у 2016 році в Об'єднаних Арабських Еміратах. Не далі як у 2014 році найнижчий бід на подібних аукціонах коштував понад 6 центів за кв/год.
Насамкінець слід ще раз згадати про ключові причини бурхливого розвитку ВІЕ у світі. Основний фактор, що стимулює розвиток відновлюваних, - це все-таки декарбонізація, тобто вжиття заходів щодо скорочення викидів парникових газів для боротьби з глобальним потеплінням. На це було націлено прийняту 12 грудня 2015 року Паризьку угоду про зміну клімату, яка набула чинності 4 листопада 2016 року.
Серед інших вигод переходу на ВДЕ можна відзначити покращення екологічної обстановки, постачання енергодефіцитних та віддалених районів, а також розвиток технологій та поява нових робочих місць. За останні кілька років використання ВДЕ стимулювало створення однієї з найбільш високотехнологічних галузей промисловості у світі. Обсяг інвестицій у цю галузь у 2015 році оцінювався у $288 млрд США. 70% усіх інвестицій у генерацію електроенергії було зроблено у секторі відновлюваних джерел енергії. У цьому секторі (крім гідроенергетику) у світі зайнято понад 8 млн осіб (наприклад, у Китаї їх кількість становить 3,5 млн).
Сьогодні розвиток відновлюваних джерел енергії слід розглядати не в ізоляції, а як частину ширшого процесу Energy Transition – «енергетичного переходу», довгострокової зміни структури енергетичних систем. Цей процес характеризується та іншими важливими змінами, багато хто з яких посилює «зелену» енергетику, підвищуючи її шанси на успіх. Однією з таких змін є розвиток технологій зберігання енергії. Для залежних від погодних умов і часу доби ВІЕ поява подібних комерційно-привабливих технологій, очевидно, стане великою підмогою. Світовий процес розвитку нової енергетики є незворотнім, але чітка відповідь на питання про його місце та роль у російському ПЕК ще належить сформулювати. Головне зараз: не проґавити вікно можливостей – ставки в цій гонці досить високі.
