Загальна характеристика проблеми
ІНДИВІДУАЛЬНА РОБОТА
з дисципліни: «Енергоменеджмент»
на тему: «Приклади використання вторинних енергетичних ресурсів та нетрадиційних джерел енергії»
Виконала:
Ст.гр. АМ-08-м
Радченко Марія
Викладач:
Єлізаров І.Г.
м. Кривий Ріг
2013 рік
Використаннянетрадиційних та відновлюваних джерел енергії (НВДЕ) світова спільнота розглядає як один із найбільш перспективних шляхів вирішення зростаючих проблем енергозабезпечення. Наявність невичерпної ресурсної бази та екологічна чистота НВДЕ є визначальними їх перевагами в умовах вичерпання ресурсів органічного палива та зростаючих темпів забруднення довкілля.
Останнім часом Європейський Союз виступив з ініціативою прискорення розвитку НВДЕ та прийняв низку обов’язкових до виконання рішень з цього питання. Україні, яка має багато проблем з енергозабезпечення та бажає у майбутньому стати членом європейської спільноти, також потрібно будувати свою енергетичну політику з врахуванням цього перспективного напряму.
В індивідуальній роботі зроблено аналіз світових тенденцій розвитку нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії, нових ініціатив ЄС з цього питання та ситуації в Україні. Зроблено висновки та надані пропозиції щодо прискорення впровадження НВДЕ в Україні.
НЕТРАДИЦІЙНІ ТА ВІДНОВЛЮВАНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ В УКРАЇНІ У СВІТЛІ НОВИХ ЄВРОПЕЙСЬКИХ ІНІЦІАТИВ
Загальна характеристика проблеми
Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії стали останнім часом одним із важливих критеріїв сталого розвитку світової спільноти. Здійснюється пошук нових і вдосконалення існуючих технологій, виведення їх до економічно ефективного рівня та розширення сфер використання. Головними причинами такої уваги є очікуване вичерпання запасів органічних видів палива, різке зростання їх ціни, недосконалість та низька ефективність технологій їхнього використання, шкідливий вплив на довкілля, наслідки якого все більше і більше турбують світовому спільноту.
Використання традиційних вуглеводнів шляхом спалювання супроводжується загальними втратами енергії до 80-90% і тому вже на сьогодні розроблено технології електрохімічного їх перетворення, які зменшують втрати до 10 % та є більш екологічно безпечними.
Альтернативна енергетика стає одним із базових напрямів розвитку технологій у світі, разом із інформаційними та нанотехнологіями вона стає важливою складовою нового постіндустріального технологічного укладу.
До НВДЕ будемо відносити гідроелектростанції (великі, середні та малі), геотермальну, сонячну, фотоелектричну та теплову енергію, енергії припливів, хвиль океану, вітру, тверду біомасу, гази з біомаси, рідкі біопалива та відновлюванні муніципальні відходи (ці види енергії за визначенням МЕА – відновлювані джерела енергії), а також теплоенергію „створювану” завдяки тепловим насосам, торф, шахтний метан та вторинні джерела енергії, такі як: скидне тепло, муніципальні промислові відходи, тиск доменного газу та природного газу під час його транспортування.
На сьогодні частка НВДЕ у виробництві енергії у світі ще не є значною (близько 14 %), але їх потенціал на кілька порядків перевищує рівень світового споживання паливно-енергетичних ресурсів. Темпи зростання обсягів виробництва енергії НВДЕ також значно перевищують аналогічні для традиційних видів енергії. Так, у найближчі 10 років, прогнозується щорічне зростання світових обсягів виробництва електроенергії традиційної електроенергетики порядку 2,8 %, а електроенергії НВДЕ – 9,2 %.
В Україні також існує значний потенціал використання НВДЕ. З іншого боку, проблеми ефективності використання традиційних джерел енергії в Україні стоять ще гостріше, ніж у світі чи країнах ЄС. Причинами цього є застарілі технології, вичерпання ресурсу використання основних фондів генерації електроенергії і тепла, що разом з низькою ефективністю використання палива призводить до значних обсягів шкідливих викидів. Значні втрати при транспортуванні, розподілі та використанні електроенергії і тепла, а також монопольна залежність від імпорту енергоносіїв ще більш ускладнюють ситуацію на енергетичних ринках країни.
Таким чином, Україна має нагальну потребу у переході до енергетично ефективних та екологічно чистих технологій, якими є, в тому числі, і НВДЕ. Але, незважаючи на декларацію щодо усвідомлення цієї потреби з боку різних гілок влади та низку нормативно-законодавчих актів, які стосуються розвитку НВДЕ, - реальних кроків щодо впровадження НВДЕ зроблено досить мало. Частка НВДЕ в енергетичному балансі країни становить лише 7,2 % (6,4 % — позабалансові джерела енергії; 0,8 % — відновлювані джерела)
Змінити ситуацію можна шляхом проведення відповідної енергетичної політики, вдосконалення нормативно-правової бази та залучення інвестицій у розвиток НВДЕ. Звісно, що цей процес не є швидким, але задля забезпечення майбутнього економічного процвітання України, її гідного місця у Європейській спільноті потрібно вже сьогодні активізувати вирішення цієї актуальної проблеми.
Світовий досвід
На даний час на відновлювані джерела енергії (ВДЕ) припадає близько 14 % у світовому споживанні первинної енергії, з них на спалювані види і відходи біомаси припадає 11 %, гідроенергію – 2,3 %, енергію вітру – 0,026 %, сонячну енергію – 0,039 %, геотермальну енергію 0,442 %.
Частка відновлюваної енергії у виробництві електроенергії досягає 18 %, тепла – майже 26 %. Тобто НВДЕ у світовому забезпеченні електроенергією і теплом вже вийшли на той рівень, який дозволяє надіятись на ефективне вирішення енергетичних проблем у майбутньому.
Існуючі технології НВДЕ не є досить досконалими, мають різний рівень економічної ефективності та різний технічний рівень. Однак всі вони мають такі визначні переваги як дуже низький рівень (або зовсім не мають) викидів парникових газів і мають невичерпний (відновлюваний) запас палива необхідний для їх реалізації. Деякі з цих технологій вже сьогодні є конкурентоспроможними і є всі підстави сподіватись, що в майбутньому їх економічна ефективність буде зростати на фоні зростання ціни і ускладнення умов видобутку традиційних енергоресурсів.
Саме тому ринок НВДЕ у світі набуває все більших темпів розвитку. Минулого року у нові потужності ВДЕ у світі було інвестовано понад 71 млрд доларів США (не рахуючи великої гідроенергетики), з них 47 % - у вітроенергетику, 30 % - на фотоелектрику. До цього треба додати 10 млрд.дол. США інвестицій у нові фотоелектричні виробничі потужності, понад 4 млрд – у нові заводи з виробництва біопалива та 16 млрд дол. у дослідження і розробки .
До країн, які найбільш інтенсивно розвивають технології і ринки НВДЕ, слід віднести: США, країни ЄС (в першу чергу, Швецію, Австрію, Фінляндію, Німеччину, Португалію, Іспанію), Японію, Китай. Останнім часом активізувалися в цьому напрямі Бразилія і Індія. Зростає вартість акцій компаній, які займаються НВДЕ. Все це дасть можливість пришвидшити розвиток технологій та їх впровадження у промислове виробництво.
Різні країни і регіони надають перевагу різним видам ВДЕ, адаптуючи їх використання до місцевих умов. Найбільш динамічно розвиваються такі види НВДЕ як: вітроенергетика, біоенергетика, сонячна енергетика та використання низькопотенційної енергії із застосуванням теплових насосів.
У вітроенергетичному секторі на даний час працюють біля 70 країн світу. Серед країн з найбільшими потужностями вітроенергетики – Німеччина, США, Іспанія, Індія, Китай, Данія. Зростає загальна потужність таких установок (річний приріст у 2007році - 26,6 %), так і одинична потужність, яка на найближчий період може досягти 1 ГВт, розвивається вітроенергетичне машинодобування. В країнах ЄС до 2010 року планується довести виробництво вітрової електроенергії до 10 % від загального обсягу електрогенерації.
В США до 2020 року планується досягти 15 % виробництва електроенергії за рахунок вітру, вдосконалюються турбіни, розширюється діапазон швидкостей вітру, які можуть бути використані вітроустановками.
Біомаса відіграє домінуючу роль серед інших видів НВДЕ, формуючи біля 46 % ринку відновлюваних джерел енергії. Вона може забезпечувати виробництво тепла, електроенергії та різних видів газоподібного (біогаз), рідкого (біоетанол, біодизель) та твердого палива. Технології переробки біомаси дозволяють також вирішувати проблему утилізації шкідливих побутових та промислових відходів, одержувати як побічні продукти високоякісні добрива, будівельні та інші корисні матеріали, так за рахунок біогазу вже сьогодні в країнах ЄС отримується щороку понад 10 млн МВтгод електричної та близько 10 млн Гкал теплової енергії. Лідерами з використання біогазових технологій є такі країни як: Німеччина, Велика Британія, США, Канада, Бразилія, Данія, Китай, Індія та інші.
Сонячна енергетика має дещо обмежені можливості використання (залежить від погоди, широти розташування території та ін.), але розвивається досить інтенсивно (до 50 % в рік). В країнах ЄС широко використовуються так називані „сонячні зобов’язання” відносно будівництва з використанням нових сонячних технологій. Це сприяє істотним змінам у житловому фонді, готуючи його до неминучого дефіциту викопного палива, дає потужний сигнал для користувачів і для будівельного бізнесу. Серед заслуговуючих уваги останніх ініціатив можна назвати проект „Тисяча дахів” у Німеччині (2250 будинків були обладнані фотоелектричними установками) та програма „Мільйон сонячних дахів” у США. Серед лідерів сонячної енергетики також є Японія та Італія. З огляду на довгострокову перспективу сонячна енергетика в значній частині може забезпечити розв’язання енергетичних проблем у житловому фонді.
Іншим видом НВДЕ який вже сьогодні в окремих країнах та регіонах забезпечує вагомий внесок в обігрівання житлового фонду є теплова енергія довкілля (води, грунту, повітря), яка за допомогою теплонасосних установок (ТНУ) переводить енергію низькопотенціальних джерел у придатну для використання енергію. Економічна доцільність використання ТНУ підтверджена світовим досвідом. Вже сьогодні у розвинутих країнах ТНУ широко використовуються для систем опалення та кондиціювання (США, Канаді, Швеції, Швейцарії, Німеччині, Австрії та ін.), налагоджено промисловий випуск ТНУ у досить широких масштабах (США – 1 млн ТНУ щороку, у Японії – 3 млн).
Оскільки відновлювані джерела енергії в своїй більшості поки що не можуть на рівних конкурувати з традиційними джерелами, їх розвиток підтримується різними засобами на державному рівні. У світі існують різні моделі державної підтримки НВДЕ, основні з яких засновані на використанні квот на використання НВДЕ (британська система) та на використанні дотацій проектів НВДЕ і тарифній політиці (німецька система). Враховуючи тенденції до зменшення вартості НВДЕ, а також зростання ціни енергії традиційних джерел, державна підтримка буде носити тимчасовий характер.
Разом з іншими, перевагами НВДЕ є відносно малі терміни введення в експлуатацію, можливість поблочного нарощування потужностей з близькими до традиційної енергетики термінами окупності ( в середньому 8-10 років). Завдяки цьому, необхідний рівень інвестицій є доступним не тільки для великого, але і для середнього бізнесу.
Як показує світовий досвід, увага державних інституцій до проблем розвитку НВДЕ, а головне практичні дії в цьому напрямку дають досить серйозні результати. Цифрові показники, на які спочатку орієнтувались країни, зростають. Так, у Китаї, де у 2000 році планували досягти 3 % ВДЕ у балансі до 2020 р., тепер мова йде вже про 17 %. Каліфорнія три роки тому мала 10 %, а тепер 33 %, Німеччина планувала досягти 20 % НВДЕ до 2020 року, тепер планує це зробити до 2012 р., приклад активізації розвитку НВДЕ подає ЄС. На саміті ЄС 9 березня 2007 року було схвалено план створення нової Енергетичної політики для Європи. Головною метою, окресленою у затвердженому документі ЄС, стало збільшення виробництва енергії з ВДЕ до 20 % на 2020 рік.
Нова Директива ЄС, запропонована Європейською Комісією 23 січня 2008 р., присвячена саме ВДЕ. Цілі досягнення 20 % НВДЕ стали обов’язковими. Для їх виконання зроблено розподіл між країнами ЄС квот обов’язкового використання ВДЕ в залежності від стартових умов та економічного розвитку. Гнучкий механізм досягнення визначених цілей дозволяє використовувати потенціал інших країн учасників, якщо там відновлювана енергія виробляється за нижчими цінами.
Для подолання перешкод (в тому числі адміністративних) у Директиві окреслено конкретні заходи щодо розв’язання цих проблем.
Відносно біопалива в Директиві пропонуються критерії „стабільності” для різних видів палива, які дозволяють, з одного боку досягти 10 % використання рідких біопалив на транспорті, з іншого – зберегти біорізноманіття довкілля. Головний акцент зроблено на дотриманні законодавства із землекористування, виконання якого дає можливість одержати державну підтримку.
Ще одна рекомендація Єврокомісії стосується будівельних кодексів, в яких вносяться критерії використання НВДЕ. В першу чергу, це стосується нових та реконструйованих будівель. Таким чином, нові європейські ініціативи дають можливість закріпити тенденцію до розвитку ВДЕ, створити умови „стабільності” для залучення інвестицій у цю сферу.
Ситуація в Україні
Україна має значний потенціал для розвитку відновлюваної енергетики. Те ж можна сказати відносно інших альтернативних традиційних джерел енергії - таким, як: шахтний метан, торф, буре вугілля, скидний потенціал побутових і промислових стоків та ін. Можливості використання НВДЕ мають всі області країни (див. табл. 1). разом з тим, не зважаючи на значний обсяг прийнятих законів, програм нормативних актів та інших документів, справа з впровадженням НВДЕ у країні йде занадто низькими темпами, вклад в енергетичний баланс країни є незначним.
Причин такого стану багато, головні з них це відсутність системи економічного стимулювання переходу до використання НВДЕ, декларативний характер нормативно-правових актів без конкретних механізмів впровадження, а також низька виконавча дисципліна. Не можна сказати, що в країні нічого не робиться в цьому напрямі, але того що робиться не достатньо для компенсації негативних тенденцій таких, як світове зростання цін на енергоносії, збільшення рівня енергетичної залежності країни та забруднення навколишнього середовища.
Не впроваджуючи нові види НВДЕ, не вкладаючи коштів у технології, не розвиваючи виробництво на базі нових технологій, країна консервує технологічну відсталість і може втратити свій шанс війти у європейську спільноту.
Серед факторів сприяння розвитку НВДЕ в Україні можна назвати:
· зростання ціна на традиційні енергоносії;
· підвищення вимог екологічних норм і стандартів;
· можливості реалізації механізмів Кіотського протоколу для фінансування проектів впровадження НВДЕ;
· покращення можливості входження до європейської спільноти;
· необхідність заміни зношених основних фондів.
Таблиця 1