Eng Ru
Отправить письмо

Влияние энергетики на экологию и жизнедеятельность людей. Электричество и экология


Влияние энергетики на природу и жизнь людей

Энергетика является важнейшей отраслью, без которой в современных условиях не представляется деятельность людей. Постоянное развитие электроэнергетики приводит к росту количества электростанций, которые оказывают непосредственное воздействие на окружающую среду.

Влияние энергетики на природу и жизнь людейНет оснований полагать, что в скором будущем значительно изменятся темпы потребления электроэнергии. Поэтому очень важно найти ответы на ряд сопутствующих вопросов:

  1. Какое влияние оказывают самые распространенные виды нынешней энергетики и будет ли изменяться в дальнейшем соотношение этих видов в суммарном энергетическом балансе
  2. Возможно ли сократить негативное влияние современных метод выработки и потребления энергии
  3. Какие максимальные возможности производства энергии их альтернативных источников, которые являются абсолютно экологически чистыми и неисчерпаемыми

Результат действия ТЭС

Каждый отдельный тип электростанции оказывает различное воздействие. По большей части, негативная энергетика вырабатывается от работы тепловых электрических станций. В ходе их функционирования атмосфера загрязняется небольшими элементами золы, поскольку преимущественная часть ТЭС применяет в качестве топлива измельченный уголь.Воздействие ГЭС на природу

В целях борьбы с выбросами вредных частиц организовано массовое производство фильтров с КПД 95-99%. Однако это не помогает в полной мере решить проблему, поскольку на многих тепловых станциях, функционирующих на угле, фильтры пребывают в плохом состоянии, в результате чего их КПД сокращается до 80%.

Воздействие ГЭС на природу

Гидроэлектростанции также воздействуют на окружающую среду, хотя еще несколько десятков лет назад считалось, что ГЭС не способны оказывать негативное влияние. С течением времени стало понятно, что в ходе возведения и последующей эксплуатации ГЭС наносится значительный вред.Гидроэлектростанции также воздействуют на окружающую среду

Возведение любой гидроэлектростанции подразумевает создание искусственного водохранилища, существенную часть которого при этом занимает мелководье. Вода на мелководье сильно нагревается от солнца и в сочетании с наличием биогенных веществ создает условия для роста водорослей и прочих эвтрофикационных процессов. По этой причине возникает необходимость осуществления очистки воды, в ходе которой очень часто образовывается большая зона подтопления. Таким образом происходит переработка территории берегов и их постепенное обрушение, и подтопления способствуют заболачиванию территорий, расположенных в непосредственной близости к водохранилищам ГЭС.

Влияние АЭС

Атомные электростанции осуществляют большое количество выбросов теплоты в водные источники, что значительно увеличивает динамику теплового загрязнения водоемов. Сложившаяся проблема при этом является разносторонней и весьма тяжелой.Влияние АЭС на природу

На сегодняшний день ключевым источником вредной радиации служит горючее. Для обеспечения безопасности жизнедеятельности необходимо достаточно надежно изолировать горючее.

Для решения данной задачи в первую очередь топливо распределяется по специальным брикетам, благодаря материалу изготовления которых задерживается значительная доля продуктов деления радиоактивных веществ.

Кроме того, брикеты располагаются в тепловыделяющих отделениях, произведенных из сплава циркония. В случае утечки радиоактивных веществ они поступают в охлаждающий реактор, способный претерпевать большое давление. В качестве дополнительной меры обеспечения безопасности для жизнедеятельности людей, атомные электростанции располагаются на определенном расстоянии от жилых массивов.

Возможные варианты решения проблем энергетики

Несомненно, в ближайшей перспективе энергетическая область будет планомерно развиваться и преобладающей останется тепловая электроэнергетика. Существует большая вероятность повышения доли угля и прочих разновидностей топлива в производстве энергии.варианты решения проблем энергетики

Негативное влияние энергетики на жизнедеятельность требуется снижать? и для этой цели уже разработано несколько способов решения проблемы. Все способы базируются на модернизации технологий подготовки топлива и извлечения опасных отходов. В том числе, для снижения воздействия негативной энергетики предлагается:

  1. Использовать усовершенствованное очистное оборудование. В данное время на большинстве ТЭС улавливаются твердые выбросы при помощи установки фильтров. При этом наиболее вредные загрязнители улавливаются в небольшом количестве.
  2. Сократить поступление соединений серы в атмосферный воздух путем предварительной десульфурации наиболее часто используемых разновидностей топлива. Химические или физические методики позволят извлечь из топливных ресурсов свыше половины серы до начала их сжигания.
  3. Реальная перспектива сокращения негативного воздействия энергетики и уменьшения выбросов связана с простой экономией. Это возможно осуществить за счет использования новых технологий, базирующихся на эксплуатации автоматизированного компьютерного оборудования.
  4. Экономить электроэнергию в быту возможно путем улучшения изоляционных характеристик домов. Добиться высокой экономии энергии позволит смена электрических ламп с КПД не более 5% флуоресцентными.
  5. Заметно повысить КПД топлива и снизить негативный эффект энергетики можно посредством использования топливных ресурсов вместо ТЭС на ТЭЦ. В такой ситуации объекты получения электроэнергии приближаются к местам ее использования и сокращаются потери, возникающие при направлении на большое расстояние. Вместе с электроэнергией на ТЭЦ активно эксплуатируется улавливаемое охлаждающими агентами тепло.

Использование вышеперечисленных способов в определенной мере позволит снизить последствия отрицательного воздействия энергетики. Постоянное развитие энергетической области требует комплексного подхода к решению проблемы и внедрения новых технологий.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

madenergy.ru

Электричество и окружающая среда - Статьи об энергетике

Электрическая энергия – основа для существования человека в 21 веке. Жизнь городского населения практически невозможна без электроэнергии. Даже кратковременный перебой в подаче электричества может привести к перебоям в газоснабжении, водоснабжении, поставках тепловой энергии. Кроме того, ввиду отсутствия электричества бесполезными становятся все бытовые приборы и средства связи. Человек оказывается практически беспомощным.

Рост населения Земли, расширение применения электрических приборов даже в малоразвитых странах приводит к необходимости постоянного наращивания производства электроэнергии. Все чаще для этого человечество обращается к возобновляемой энергетике, однако существенная доля вырабатываемого электричества приходится на атомные станции и станции на горючем топливе. Последние оказывают большую нагрузку на окружающую среду и экологию Земли. Поэтому выработка стратегии рационального энергопотребления является важнейшей технической и организационной задачей для человечества.

Электричество – весьма дорогой и скоропортящийся продукт. Его производством занимаются десятки видов различных электростанций (атомные, тепловые, гидроэлектростанции, солнечные установки, ветрогенераторы и пр.). Однако не найдя своего потребителя, электрическая энергия за мгновение превращается в тысячи тонн бесполезного израсходованных энергоресурсов (газа, мазута, угля). Проблема согласованного производства и потребления электроэнергии решается путем создания протяженных энергосистем, для которых источником могут служить до нескольких сотен электростанций, а нагрузкой – крупные предприятия в нескольких странах мира.

Такая схема существенно снижает риски «невостребованной» электроэнергии, однако большая протяженность электрических сетей приводит к увеличению потерь на передаче электроэнергии. Для снижения потерь в проводах единственным рациональным способом является увеличение напряжения для передачи. Однако это же приводит к резкому увеличению в стоимости линии электропередач.

Еще один вариант снижения потерь при передаче электроэнергии – применение сверхпроводников. Смысл использования таких материалов прост – практически отсутствуют потери на нагрев проводников. Однако большинство существующих технологий передачи электроэнергии сверхпроводниками не вышли за рамки лабораторных исследований.

Большие надежды в развитии энергетики возлагаются на термоядерные установки. Однако ряд технических проблем в получении энергии в промышленных масштабах из термоядерных реакторов не разрешимы до настоящего времени.

По мнению экспертов, запасы нефти и газа на Земле могут закончиться уже в 21 веке, а запасов угля еще хватит на 3-4 столетия. При этом негативное воздействие на окружающую среду с каждым лишь увеличивается и никто не может предположить, сколько человечество сможет беззаботно существовать на нашей планете. Поэтому основные усилия и лучшие научные умы должны быть направлены на поиск новых и усовершенствование уже существующих технология в области альтернативной энергетики.

ukrelektrik.com

Экология и энергетика

Май 25, 2013 / Николай Одегов, Специалист по экологии

Мир современной энергетики является основополагающим условием для развития разнообразных отраслей промышленности. Промышленно развитые страны отличаются стремительными темпами развития энергетики, которые опережают темпы развития отраслевой промышленности.

Экология и энергетика

В свою очередь, энергетика является серьезным источником неблагоприятного воздействия на человека и окружающую среду. Это влияние сказывается на атмосфере, за счет высокого потребления кислорода, выбросов газов, твердых частиц и влаги.

Гидросфера страдает из-за потребления воды на нужды энергетики, создания искусственных водохранилищ, сбросов жидких отходов, нагретых и загрязненных вод. Существенно изменяется и литосфера по причине чрезмерного потребления ископаемых топливных ресурсов, изменения ландшафтов, выброса токсичных веществ.

Влияние на водные ресурсы

Современные гидроэнергетические технологии отличаются, как преимуществами, так и недостатками. К примеру, количество произведенной электроэнергии зависит от водных ресурсов, которые могут истощаться во время засухи.

Это играет огромную роль для энергетического комплекса страны. Энергетика и экология – сомнительное сочетание, когда речь идет о строительстве плотин, переселении жителей, заилении водохранилищ, пересыхании русел рек, затоплении огромных территорий, значительной затратности проектов.

Изменение уровня воды в реках приводит к полной гибели растительности, плотины становятся серьезным препятствием для миграции рыб, ГЭС многокаскадного типа уже превратили реки в озера, перерастающие в болота. Россия получает при использовании гидроресурсов не более 20% энергии, а при строительстве только одной ГЭС затапливается более 6 миллионов гектар. Таким образом, энергетика влияет на экологию, и это неравноценный по потерям для природы обмен.

Истощение, загрязнение

Что касается влияния энергии ТЭС на экологию, то можно отметить, как главный фактор, выделение вредных веществ в виде закиси углерода, соединений азота, свинца и значительного количества тепла. 5 миллиардов тонн угля ежегодно сжигается и более трех миллионов тонн нефти, что сопровождается гигантским выбросом в атмосферу Земли тепла.

Нынешние темпы потребления угля приведут к неминуемому истощению ископаемого через 150 – 200 лет, нефти - через 40 – 50 лет, газа, предположительно, - через 60. Полный спектр работ по добыче, транспортировке и сжигании данного вида топлива сопровождается процессами, ощутимо влияющими на загрязнение окружающей среды.

Влияние энергетики на экологию связано с добычей угля и засолением водных ресурсов. Помимо этого, откаченная вода содержит радон и изотопы радия. А атмосфера загрязняется продуктами сжигания угля в виде оксидов серы – 120 тысяч тонн, окислов азота – 20 тысяч тонн, пепла 1500 тонн, оксида углерода – 7 миллионов тонн.

Кроме того, происходит при горении образование более 300 тысяч тонн золы, включающей в себя 400 тонн токсичных металлов в виде ртути, мышьяка, свинца и кадмия. Работу ТЭС можно сопоставить, по выбросам в атмосферу радиоактивных веществ, с работой АЭС аналогичной мощности.

Ежегодные выбросы оксидов углерода способствуют повышению температуры на Земле, что может привести к вполне предсказуемым климатическим изменениям.

Влияние энергетики на экологию, когда речь идет о нефти и газе, достигло катастрофических и глобальных масштабов. Ученые утверждают, что выбросы от сжигания нефти и угля ежегодно влияют на состояние здоровья людей примерно так же, как авария на Чернобыльской АЭС. Этот «тихий Чернобыль», обладает последствиями, результаты которого пока невидимы, но они целенаправленно и постоянно уничтожают экологию.

Как получить энергию без вреда для экологии

Солнце – неисчерпаемый источник тепла. Среди существующих традиционных видов альтернативной энергетики (энергия волн, земли, ветра, приливов, геотермальная энергия, а также энергия из газа от мусорных свалок и навоза на фермах) основным видом является энергия Солнца.

Человеческий мир, постоянно находящийся в поисках энергии, только недавно обратил внимание на источник энергетического изобилия. Использование энергии Солнца для нужд промышленности на данном этапе обходится дорого.

Но тенденция снижения цен за последние годы существенно снизилась и за последние пять лет стала в два раза ниже первоначальной. Изменение и усовершенствование технологий уже завтра может сделать солнечную энергию доступной и неограниченной.

Альтернативная энергетика и экология: факты

  • Возобновляемые источники энергии в Шотландии приходятся на треть всего объема вырабатываемой энергии.
  • К 2027 году Евросоюзом планируется довести долю альтернативной энергетики до 20%.
  • Альтернативная энергетика способствует созданию рабочих мест.
  • Использование отходов жизнедеятельности крупного рогатого скота в целях переработки в биогаз даст возможность обеспечить электроэнергией жителей планеты и сократить выбросы парниковых газов.
  • Альтернативная энергетика - более привлекательная отрасль для инвесторов, которые отдают ей предпочтение перед другими видами топлива.

Эти и многие другие факты могут обеспечить наши энергетические потребности без ущерба для экологии, что оздоровит нашу природу и население планеты.

zeleneet.com

Нехорошее электричество / Экология на уроках физики / Экология

Томас Альва Эдисон решил электрифицировать весь Нью-Йорк с помощью одной большой центральной станции — вместо установки в каждом доме динамо-машин с механическим приводом. При этом Эдисон всего за несколько месяцев изобрёл и сконструировал все то, что до сих пор применяют в бытовой электротехнике: цоколи и патроны для лампочек (саму лампу накаливания он придумал раньше), штепсельные розетки, выключатели, распределительные коробки, плавкие предохранители, рубильники. Но передача тока при напряжении 200 вольт требовала большого сечения кабеля и, следовательно, много меди; а потери в них были заметными. Получалось, что в крупном городе нужно строить, по крайней мере, несколько станций, городская земля под строительство стоит дорого, подвоз топлива к каждой станции стоит ещё дороже и т.д.

Д. Вестингауз за деньги, полученные после изобретения воздушного тормоза для железнодорожных составов, скупил все американские патенты, связанные с переменным током. Вестингауз начал строить большие электростанции за городом на дешёвой земле, подавать электричество по высоковольтным линиям и, соответственно, продавать электроэнергию по более низким ценам, чем Эдисон.

Тогда Эдисон заявил, что подавать в городские подземные кабели переменный ток — это все равно, что заливать в них нитроглицерин. Мол, переменный ток противен божественной природе человека. Он отправил в турне по стране своего человека с переносным трансформатором, который демонстрировал смертельную опасность переменного тока, убивая им бродячих кошек и собак. В итоге переменным током заинтересовалось федеральное правительство и, переманив агента Эдисона хорошими деньгами, попросило установить в нью-йоркской тюрьме Синг-Синг точно такой же трансформатор, только мощностью побольше, чтобы для человека хватило. Испытания прошли успешно, и в скором времени законодательное собрание штата Нью-Йорк приняло закон о замене смертной казни через повешение более «гуманным» умерщвлением на электрическом стуле.

К тому же провода постоянного тока эдисоновских станций вечно собирали на себя пыль, которая пачкала все кругом. Выяснилось, что провода, по которым шёл переменный ток, не имеют этой неприятной особенности.

www.ecolearn.ru

Экология в энергетике

Экология в энергетике Влияние энергетики на экологию в основном негативное. Наиболее ярким примером удара по экологии планеты является добыча углеродного топлива в огромных объемах и его применение путем сжигания, тут все ясно — в атмосферу выбрасывается вся таблица Менделеева.

Вместе с тем использующая самым расточительным образом углеводороды теплоэнергетика преобладает, в мировом масштабе электростанции мира на 90 процентов питаются топливом традиционных видов. Нефть используется при выработке около 40 процентов мирового объема электроэнергии.

Уголь, сгорая, обеспечивает 27 процентов, газ — 23 проц. Очень велика доля использования в энергетике ряда стран этих источников энергии, Китай, Австралия, Нидерланды, ЮАР, Польша, Мексика показывают самые негативные примеры очень масштабных экологически вредных выбросов за счет экологически грязного использования в энергетике газа, нефти и угля.

Кажущаяся экологически чистым продуктом электрическая энергия наносит огромный вред экологии путем ионизации воздуха от линий электропередачи. Объявленная самой экологически чистой сферой ядерная энергетика, доказала обратное в Чернобыле и на атомной станции в японской Фукусиме.

Вещества и технологические процессы энергетики оказывают весьма пагубное влияние на среду нашего обитания. Строя плотины для установки генераторов гидроэнергетики, мы создаем искусственные озера и меняем облик планеты. Погода становится другой, в конце концов, это оборачивается таянием льдов Ледовитого океана, Гренландии, мощнейшими никогда раньше не бывшими гигантскими ураганами (пример, ураган «хайнань» на Филиппинах в ноябре 2013-го) и пр.

Пора основательно задуматься об альтернативной энергетике, которая не будит губить нас и экологию нашей планеты. Все косвенные показатели поведения нашей планеты говорят о том, что нам отводится не так уж много времени для принятия действенных мер.

pue8.ru

Экологические проблемы энергетики

В современном мире все больше возрастает потребность людей использовать энергетические ресурсы. На данный момент эксплуатируются следующие виды источников энергетической индустрии:

  • органическое топливо – каменный уголь, газ;
  • вода;
  • атомное ядро.

Атомная энергия и энергия воды превращается в электроэнергию, подается населению для жизнеобеспечения населенных пунктов. Высвобождение энергии происходит за счет процесса горения. В данном случае в атмосферу выделяются продукты горения, что ухудшает экологию местности.

Как влияет энергетика на экологию?

В целом энергетическая отрасль влияет на экономику позитивно. Что касается окружающей среды, то энергетика на нее влияет негативно:

  • способствует климатическим изменениям;
  • происходит изменение гидрологического режима рек;
  • загрязнение вод Мирового океана химическими веществами;
  • влияет на появление кислотных дождей;
  • атмосфера загрязняется газами, пылью, вредными выбросами;
  • образуется парниковый эффект;
  • происходит радиоактивное и химическое загрязнение литосферы;
  • исчерпываются невозобновимые природные ресурсы.

Среди других проблем энергетики существенной является небезопасность оборудования различного рода электростанций, будь то тепловая или атомная. Использование, к примеру, атомных реакторов ставит под угрозу существование всего человечества. Так авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году – это был лишь небольшой пример того, как энергетика губительна для всего живого в округе. Вполне вероятен более печальный сценарий при взрыве любой АЭС. Стоит подчеркнуть, что не всегда своевременно происходит замена старого оборудования на новое. Также возникает проблема утилизации радиоактивных отходов, поскольку их нужно изолировать и надежно хранить, что требует огромнейших финансовых растрат.

Вывод

Пожалуй, справедливо будет заметить, что от внимательности, компетентности и мастерства работников ТЭС, АЭС, ГЭС зависят не только человеческие жизни людей, проживающих вблизи объекта энергетической сферы, но и всех людей на планете, состояния окружающей среды в целом. Необходимо заниматься развитием альтернативных источников энергии, использование которых будет более безопасным, чем используемые ныне электростанции. Также требуется проводить информационное оповещение населения, чтобы убедить людей пользоваться электроприборами в экономном режиме, что позволит существенно экономить энергоресурсы. В связи с этим решение энергетических проблем повлияет на решение основных экологических проблем планеты.

ecoportal.info

Internet of Energy: как распределенная энергетика повлияет на безопасность, цены на электричество и экологию. Фото | Бизнес

Казалось бы, вопрос о сооружении новых электростанций еще долгое время будет оставаться неактуальным — ведь бурное строительство новых блоков в последние 10 лет должно было создать достаточный резерв на многие годы вперед. Однако, к сожалению, нельзя решить проблему обеспечения электроэнергией раз и навсегда — оборудование изнашивается и в какой-то момент требует замены, а спрос, несмотря на все меры повышения энергоэффективности, все-таки имеет тенденцию к росту. Если оценивать темпы роста спроса гораздо более осторожно, чтобы избежать повторения ситуации десятилетней давности и учесть текущую экономическую ситуацию в стране и в мире, все равно виден хоть и очень умеренный, но все-таки рост электропотребления — согласно анализу Института Энергетических Исследований (ИНЭИ) РАН в период с 2016 по 2035 годы он составит в среднем 0,9-1,2% в год. А это означает, что существующий профицит генерирующих мощностей может быть исчерпан на горизонте 2023 — 2027 гг. Это, прежде всего, обусловлено возрастной структурой и состоянием эксплуатируемого генерирующего оборудования, а также динамикой рынка мощности и реакцией на нее генерирующих компаний.

Большинство действующих мощностей российских тепловых электростанций были введены достаточно давно. Средний возраст турбинного оборудования в последние годы оставался стабильным — около 32 лет в среднем по тепловым электростанциям (ТЭС) — во многом благодаря резкому увеличению инвестиционной активности и интенсивным вводам мощности на ТЭС за счет реализации договоров о предоставлении мощности (ДПМ). При этом после завершения проектов ДПМ в ближайшие 2-3 года и без обновления действующих мощностей, средний возраст оборудования снова начнет последовательно расти и к 2025 году перешагнет 40 лет, а для угольных электростанций приблизится к 45 годам. Это значит, что при загрузке оборудования в 60-70% каждый киловатт мощности «в среднем» наработает уже 200-250 тысяч часов, то есть, как минимум, достигнет паркового ресурса эксплуатации. Однако для значительной части мощностей, введенных в 60-80 годах XX века, наработка достигнет 350-400 часов, то есть приблизится к предельному индивидуальному эксплуатационному ресурсу. Кроме естественного уменьшения надежности такого оборудования, очевиден и моральный износ — эти электростанции сооружались в соответствии с требованиями к энергетической и экологической эффективности полувековой давности и требуют достаточно высоких затрат на поддержание нормальной эксплуатации.

По оценкам экспертов по итогам завершенного в сентябре конкурентного отбора мощности (КОМ), цена на 2021 год не покрывает затраты на мощность для около 25 ГВт тепловых электростанций. Генерирующие компании отвечают предложениями по выводу старых / убыточных мощностей из эксплуатации — так, согласно заявлению Председателя Наблюдательного совета Ассоциации «Совет производителей энергии» Александры Паниной, объем выводов мощности, заявленных участниками в КОМ 2021, составил порядка 4,4 ГВт. Учитывая данную тенденцию и темпы естественного старения и выбытия оборудования, даже в случае реализации всех заявленных в настоящий момент планов по сооружению в России новых атомных станций, гидроэлектростанций и крупных объектов солнечной / ветровой генерации (конкурсный отбор проектов общей мощностью 5,5 ГВт до 2024 года), дефицит мощностей в централизованной системе электроснабжения РФ на горизонте 2030 году составит около 55 ГВт, а к 2035 году вырастет до 65 ГВт. Так что делать новые инвестиции все равно придется, вопрос — какие именно?

Может показаться, что речь идет о каких-то очень отдаленных временах — но нужно помнить, что сроки реализации проектов подобного масштаба в данной отрасли довольно длинные, а принятые решения определят облик электроэнергетики на долгие годы, поскольку построенные электростанции будут эксплуатироваться десятилетиями. Поэтому всерьез задуматься о доступных вариантах развития электроэнергетики страны нужно уже сегодня, не дожидаясь наступления очередного «креста Чубайса» и реагирования на него в авральном режиме.

Варианты развития электроэнергетики

Базовый вариант развития отрасли описан в утвержденной Правительством страны в июне текущего года Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2035 года. По сути, в рамках данного варианта предполагается продолжение последовательного развития энергосистемы России в текущей парадигме — структура энергобаланса в течение следующих 20 лет остается практически неизменной, а возникающий дефицит мощностей традиционно закрывается проектами модернизации действующих электростанций или их заменой новыми крупными блоками.

Раз уж эти инвестиции неизбежны и будут во многом определять технологический уровень развития страны, целесообразно рассмотреть и альтернативные варианты. В последнее десятилетие в целом ряде стран активно развивается децентрализованная модель энергетики с акцентом на развитие распределенных энергетических ресурсов. Их ключевым элементом выступает распределенная генерация, как на основе ВИЭ (солнце, ветер), так и с использованием традиционных видов топлива (газопоршневые и газотурбинные установки, микротурбины, малые когенерационные установки и др.). Основной отличительной чертой такой генерации является ее локальность — т.е. расположение непосредственно у потребителя, либо рядом с ним, а также подключение к распределительной сети, либо прямая поставка электроэнергии потребителю. Диапазон мощностей таких источников различается в 1000 раз: от киловаттных установок до электростанций небольшой мощности (как правило, не превышающей 10-60 МВт). По оценке консалтинговой компании Navigant Research, в 2018 году в мире ожидается ввод большего объема распределенной генерирующей мощности, чем централизованной генерации — а к 2026 году разрыв между новыми вводами этих видов генерации может стать уже трехкратным! Согласно компании BCC Research, размер глобального рынка технологий распределенной генерации в 2015 году составил $65,8 млрд и ожидается, что в период с 2016 по 2021 году он вырастет с $69,7 до 109,5 млрд при впечатляющем среднегодовом темпе роста в 9,5%.

Однако распределенная энергетика не ограничивается только генерацией — в ее состав также входят системы распределенного хранения электроэнергии (DESS), программы ценозависимого снижения потребления (Demand Response), мероприятия по повышению энергоэффективности потребителей, микрогриды и электромобили. При этом, например, в США в настоящий момент большую часть установленной мощности распределенных энергоресурсов составляет не генерация, а ценозависимое снижение потребления и мероприятия по повышению энергоэффективности. Только программы различных энергокомпаний по стимулированию снижения потребления электроэнергии в часы наибольшего спроса способны сократить пиковое потребление (а, соответственно, и необходимость в строительстве дополнительных блоков и сетевой инфраструктуры) на 5-6% — что в масштабах США измеряется в несколько десятков гигаватт. Например, компания ConEdison смогла избежать инвестиций более одного миллиарда долларов, требующихся для расширения сетевой инфраструктуры в нескольких районах Нью-Йорка, путем запуска масштабной программы по снижению нагрузки на 52 МВт в пиковые часы, затратив на ее реализацию $200 млн. Программа состоит из большого количества разнообразных мер, отобранных через аукцион — от банальных замен лампочек на более эффективные до установки у потребителей и агрегированного управления накопителями электроэнергии.

В России запуск программ ценозависимого управления спросом начался для крупных потребителей, но пока в них участвует только одна компания — РУСАЛ. При этом по оценкам Энергетического центра бизнес-школы СКОЛКОВО потенциал программ управления спросом в России в случае их более массового распространения составляет 6-10 ГВт для первой ценовой зоны и 2-3 ГВт для второй ценовой зоны. В совокупности это очень значительный объем, для покрытия которого в менее плотном графике нагрузки потребуется более 30 типовых парогазовых энергоблоков мощностью 400 МВт. Весьма велик и потенциал «обычного» энергосбережения — замена энергопотребляющего оборудования более эффективным, сокращение потерь электроэнергии при передаче и потреблении. В 2010 году Правительством Российской Федерации потенциал повышения энергетической эффективности в конечном потреблении электроэнергии оценивался в 30% от конечного потребления электроэнергии. И даже если этот потенциал завышен, а часть реалистичного потенциала уже реализована, то все равно остается значительный ресурс сокращения потребления электроэнергии.

Преимущества распределенной энергетики довольно разносторонние — их анализ, в частности, был приведен в экспертно-аналитическом докладе фонда «Центр стратегических разработок» по теме «Цифровой переход в электроэнергетике России». Потребители нередко выбирают ее, как более предпочтительный по совокупности показателей надежности, качества и стоимости способ энергоснабжения по сравнению с поставками из распределительной сети (но обычно сохраняя последний в качестве «запасного» варианта). Самостоятельно инвестируя в распределенную энергетику, потребители, очевидно, снижают затраты на развитие сетевого комплекса и крупной генерации, снижают риски омертвления инвестиций за счет более гибкой инвестиционной модели реагирования на изменение динамики и размещения спроса, так как новые мощности добавляются более мелкими приращениями. Эти эффекты дополнительно усиливаются при сдерживании роста потребности в мощности комплексом мер по управлению спросом и децентрализованным энергообменом на основе распределенных источников энергии, что также позволяет отказаться или отложить проекты по сооружению новых мощностей и/или сетевой инфраструктуры большой энергетики.

Интернет энергии

Распределенная энергетика сопоставима по своей энергоэффективности (к.п.д) с крупными электростанциями, но из-за близости к потребителю характеризуется более низким уровнем сетевых потерь при распределении электроэнергии. Она также может обеспечить выполнение более высоких требований потребителей по доступности и качеству энергии, надежности энергоснабжения. Распределенность источников энергоснабжения также является важным фактором повышения энергетической безопасности, поскольку снижает риски тотальных блэкаутов и позволяет более быстро восстанавливать энергоснабжение потребителей после, например, природных катаклизмов, катастроф или кибератак. В этом смысле развитие распределенных источников энергоснабжения, как нового формата энергетической инфраструктуры, можно сравнить с развитием информационной инфраструктуры на основе систем распределенного хранения и обработки данных, превратившейся в итоге во Всемирную паутину. Все чаще новый подход к организации энергетических систем называют Интернетом энергии (Internet of Energy).

При сочетании распределенной энергетики с современными средствами управления активами, интеллектуализацией сетевой инфраструктуры, развитием потребительских сервисов может привести к значительным экономическим эффектам, в т.ч. приводящим к ограничению роста цен на электрическую энергию в долгосрочной перспективе. Помимо энергетических эффектов, развитие производственных мощностей и компетенций в области распределенной энергетики стимулирует развитие технологий управления, оборудования и сервиса, обеспечивающих их максимально эффективное использование в контуре энергосистемы и энергетического рынка, создает технологическую основу для массового появления ключевых элементов интеллектуальной энергетики — активных потребителей, а также создает возможности для выхода на масштабный глобальный рынок.

Поскольку значительную долю новых локальных мощностей в мире составляет микрогенерация на основе возобновляемых источников энергии (прежде всего это кровельные солнечные панели, все чаще — в комбинации с накопителями), либо более экологически эффективные мини-когенерационные установки, распределенная энергетика также является важным механизмом для сокращения выбросов парниковых газов и достижения мировых целей по борьбе с изменением климата. Потенциал этого механизма также может стать заметной частью усилий России в раках глобальной экологической кооперации, в том числе в рамках Парижских соглашений.

Безусловно, Россия имеет очень специфические особенности как территориального и климатического характера, так и исторически сложившейся структуры электроэнергетики. И прямое бездумное копирование зарубежных подходов может стать губительным для надежной и слаженной работы единой энергосистемы страны, создававшейся десятилетиями. Погоня за наращиванием доли распределенной энергетики в энергобалансе без четкого понимания преследуемых целей и получаемых эффектов может привести к нарушению нормальных режимов функционирования оборудования и сетей, переносу бремени по финансированию существующей централизованной инфраструктуры на более узкий состав потребителей и росту удельной стоимости киловатт часа для каждого из нас. Но и полное игнорирование этого глобального тренда чревато не только еще одним шагом в сторону технологического отставания, но и очередным раундом значительных вложений в модернизацию существующих и сооружение новых крупных энергоблоков — с риском повторного омертвления инвестиций и возложения избыточного финансового бремени на потребителей.

В результате как перед обществом в целом, так и перед более узким экспертным кругом встает очень интересная и актуальная, с точки зрения времени, задача — попробовать найти для российской электроэнергетики новый, комбинированный по своей структуре, сценарий развития, сочетающий традиционную централизованную модель с развитием распределенных энергоресурсов и, с одной стороны, учитывающий специфику страны, а с другой — позволяющий нам успешно интегрироваться и извлечь выгоды из общемировых тенденций для потребителей и экономики страны в целом, создав еще один центр спроса на инновации в электроэнергетике. Сценарий загрузки избыточной мощности майнингом криптовалюты, безусловно, интересен своей новизной, но, очевидно, такой прорыв обеспечить не сможет.

www.forbes.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта