Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Економіка arrow Економіка енергетики
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ЕКОНОМІЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ РОЗВИТКУ "ЗЕЛЕНОЇ" ЕНЕРГЕТИКИ

■ "Зелена" енергетика та її технології

■ Розвиток відновлювальної енергетики в Європейському Союзі

■ Енергоефективність та відновлювальні джерела енергії (ВДЕ): практика ЄС

■ Сучасні тенденції і потенціал розвитку "зеленої" енергетики в Україні

■ Державне управління розбудовою відновлювальної енергетики в Європейському Союзі

■ Економічні механізми стимулювання розвитку "зеленої" енергетики в Україні

"Зелена" енергетика та її технології

[1]

"Зелена" енергетика – сфера енергетики, що забезпечує вироблення електричної, теплової та механічної енергії з мінімальними вшивом на довкілля та ризиком техногенних катастроф. Часто "зелену" енергетику називають також альтернативною, оскільки вона створює альтернативу для зам іщення традиційних теплової та ядерної енергетик.

До найбільш поширених джерел альтернативної енергетики, як правило, відносять: енергію сонця та вітру; геотермальну енергію; енергію хвиль та припливів; гідроенергію; енергію біогазу; енергію, отримувану з відходів (у т. ч. каналізаційних); вторинні енергоресурси; попутні газові ресурси видобутку вугілля та нафти. Більшість з названих джерел належить до ВДЕ. Своєрідним напрямом "зеленої" енергетики є всебічний розвиток енергозбереження.

Різні види ВДЕ можуть використовуватися для генерації різних видів енергії. Так, гідроенергія та енергія вітру використовуються винятково для генерації електричної енергії. Сонячна та геотермальна енергія – для виробництва як електричної, так і теплової енергії. Продукція біоенергетики, крім застосування у процесах генерації теплової та електричної енергії, може використовуватися у транспортному секторі як моторне паливо (біоетанол, біодизель) або біокомпонент (компонент інших видів палив).

Актуальність розвитку "зеленої" енергетики у світі й Україні зумовлена не тільки вичерпністю й дефіцитом ресурсів традиційної енергетики, а й необхідністю зменшення екологічного навантаження на природні системи.

Розглянемо детальніше найбільш перспективні технології "зеленої" енергетики на основі ВДЕ – відновлювальної енергетики.

Сонячна енергетика – напрямок "зеленої" енергетики, що базується на використанні сонячного випромінювання для генерації енергії.

На сучасному етапі існують дві основні форми перетворення сонячної енергії в електроенергію – за допомогою фотоелектричних систем та сонячних теплових електростанцій.

Фотоелектричні і теплові сонячні електростанції мають різний принцип роботи. В основу фотоелектричних електростанцій покладено фотоелементи, що працюють на принципі фотоелектричного ефекту, що перетворюють безпосередньо сонячну енергію в електроенергію. На відміну від них, теплові сонячні електростанції перетворюють сонячну енергію на тепло, яке нагріває теплоносій (воду), перетворюючи його на пару, що подається до парогенератора, де і відбувається процес генерації електроенергії. Крім того, можливе пряме використання сонячної енергії для нагрівання теплоносія (води) із використанням сонячних колекторів, який у подальшому може використовуватися для опалення та гарячого водопостачання.

Вітроенергетика – напрямок "зеленої" енергетики, що спеціалізується на використанні кінетичної енергії вітрового потоку для генерації електроенергії.

Сучасні вітрові турбіни виробляють енергію шляхом передачі рушійної сили потоків повітря на лопаті ротора. Обсяг згенерованої енергії залежить від швидкості вітру й розміру турбіни. Ротори більшості вітрових турбін розташовані напроти вітру і змінюють свій напрямок залежно від нього. Енергія концентрується у торс іонному валі і перетворюється в електроенергію.

Геотермальна енергетика – напрямок "зеленої" енергетики, що ґрунтується на виробництві енергії за допомогою тепла надр Землі.

На сьогодні використання геотермальної енергетики обмежується регіонами, де геологічні умови дозволяють застосовувати водоносний пласт для передачі тепла із джерел глибоких гарячих зон на поверхню. Генерація електроенергії можлива при температурі близько 90-100 °С, більш низькі температури рідин придатні лише для прямого використання тепла. Геотермальна енергія набула значного поширення завдяки тепловим насосам, які добувають тепло із мілководних геотермальних вод і перетворюють його на воду або повітря, що використовується для обігріву житлових приміщень приватних домогосподарств або центрального опалення.

Біоенергетика – напрямок "зеленої" енергетики, що спеціалізується на виробництві енергії із біомаси.

Біологічні види палива (біопаливо) охоплюють тверде, рідке та газоподібне паливо, виготовлене з біологічно відновлювальної сировини органічного походження (біомаси) (Про альтернативні, 2012).

Тверде біопаливо – це тверда біомаса, застосовувана як котельно-пічне паливо (дрова, торф, тирса, тріска, солома, інші сільськогосподарські відходи, гранули та брикети, вироблені з біомаси, деревне вугілля та вуглиста речовина).

Рідке (моторне) біопаливо – речовина, що отримується у ході перероблення рослинної сировини (пшениці, кукурудзи, ріпаку, цукрових буряків, цукрової тростини тощо) засобами технологій, в основі яких лежить використання природних біологічних процесів (наприклад, бродіння). До найпоширеніших видів рідкого біопалива належать:

  • • біоетанол – спирт етиловий зневоднений, виготовлений із біомаси або спирту етилового сирцю для використання як біопалива. Біоетанол може використовуватися лише як домішка до бензину;
  • • біобутанол – спирт бутиловий, виготовлений з біомаси, що застосовується як біопаливо або біокомпонент;
  • • біодизель – метилові та/або етилові етери вищих органічних кислот, отриманих із рослинних олій або тваринних жирів, що можуть використовуються як самостійний вид палива, так і в суміші зі звичайним дизельним паливом у двигунах внутрішнього згоряння.

Газоподібне біопаливо – продукт, що отримується у результаті бродіння біомаси або шляхом застосування інших термо- і біохімічних процесів, спрямованих на її перероблення. Найбільш поширеним видом газоподібного біопалива є біогаз, який може використовуватися для отримання теплової та електричної енергії, а також як паливо для двигунів внутрішнього згоряння.

Гідроенергетика – напрямок "зеленої" енергетики, що ґрунтується на перетворенні енергії водного потоку в електроенергію.

До найпоширеніших видів ГЕС належать такі:

  • руслові – низьконапірні ГЕС, в яких напір води створюється за рахунок будівництва греблі, яка повністю перегороджує річку, що дозволяє підняти рівень води до необхідного рівня;
  • пригреблеві – високонапірні ГЕС, в яких напір води створюється за рахунок будівництва греблі, а сама будівля станції розташовується за греблею у її нижній частині. Вода підводиться до турбін через спеціальні напірні тунелі, а не безпосередньо, як у руслових ГЕС;
  • дериваційні – ГЕС, для яких необхідний напір води створюється за допомогою деривації – сукупності гідротехнічних споруд, що відводять воду з водойми через спеціальні водовідведення й підводять її до відповідних гідротехнічних споруд;
  • ГАЕС – станції, які здатні акумулювати вироблену ними електроенергію та подавати її в енергосистему головним чином для покриття піків навантаження. Насосні ГАЕС використовують насоси для підняття водних мас у резервуари більш високого рівня упродовж періодів низького навантаження енергосистеми з метою генерації електроенергії у разі необхідності. Руслові ГАЕС для генерації електроенергії використовують енергію потоку річки, дозволяючи воді текти по лопатях турбіни, що обертаються, які підключені до генератора (Renewable, 2011).

Робота більшості електростанцій, які для генерації енергії використовують ВДЕ, є складно прогнозованою, оскільки безпосередньо залежить від погодних умов. Підключення однієї такої електростанції до електричної мережі чинить незначний вплив на роботу останньої. Однак сукупний ефект низки дрібних генеруючих потужностей, особливо у невеликій географічний зоні, може вкрай негативно впливати на стабільне функціонування мережі. Ці особливості "зеленої" генерації обумовили потребу у більш складних системах передачі електроенергії від виробника до споживача – інтелектуальних енергосистемах (Smart Grid).

Smart Grid – це енергетична мережа, яка самостійно відстежує та розподіляє потоки електроенергії для максимальної ефективності їх використання. Використовуючи сучасні інформаційні і комунікаційні технології, все обладнання мереж Smart Grid взаємодіє між собою, утворюючи єдину інтелектуальну систему енергопостачання. Зібрана з устаткування інформація аналізується, а результати аналізу допомагають оптимізувати використання електроенергії, знизити витрати, забезпечити якісне, безперебійне й безпечне енергопостачання (Renewable, 2011).

Сьогодні спостерігається зростаюча зацікавленість до ВДЕ у всьому світі, що пояснюється поступовим збільшенням попиту на енергію. Крім того, забезпечення широкомасштабного освоєння ВДЕ дозволить у майбутньому створити нову екологічно безпечну галузь енергетики для зміцнення енергетичної незалежності й екологічної безпеки держав.

Подробиці

За прогнозами аналітиків, представленими у доповідях World Energy Outlook 2014 та The Outlook for Energy: A View to 2040 (2015), зростання світового попиту на енергію в основному сценарії становить 37 % до 2040 року, а на електроенергію – близько 85 % (рис. 10.1) (The Outlook, 2015; World, 2014).

Відповідно до (Енергія, 2013) для задоволення потреби в енергоресурсах на початку XXI століття людству необхідно щорічно споживати близько 10 млрд т умовного палива. Водночас енергія сонця, що "поставляється" на нашу планету, при перерахунку на умовне паливо становить близько 100 трлн т/рік. Це в десятки тисяч разів більше, ніж обсяг енергії, який нині активно використовується.

Прогнозований попит на електроенергію в 1990-2040 pp. (The Outlook, 2015)

Рисунок 10.1 – Прогнозований попит на електроенергію в 1990-2040 pp. (The Outlook, 2015)

Згідно із прогнозами вчених для підтримки поточного рівня зростання економік практично всім країнам необхідно буде збільшити виробництво електроенергії. Так, наприклад, Китай потребуватиме зростання генерації електроенергії на 350 %, СIА – на 22–24%, Російська Федерація – на 16%, ЄС – на 15 % і т.д. Таке збільшення обсягів виробництва електроенергії неминуче буде пов'язане із низкою труднощів як щодо будівництва додаткових генеруючих потужностей, так і додаткового навантаження на екосистему планети. За оцінками експертів, рівень викидів СO2 в атмосферу від спалювання твердого, рідкого і газоподібного палива на ТЕЦ і ТЕС при генерації електроенергії зросте на 70 % до 2025 року порівняно з рівнем 2011 року (Bhattacharyya, 2011).

Динамічне введення в експлуатацію нових об'єктів "зеленої" енергетики у багатьох країнах світу поступово змінює загальносвітову структуру генерації енергії.

Подробиці

Станом на початок 2014 року 144 країни світу законодавчо встановили цілі щодо досягнення прогнозованої частки ВДЕ у загальному енергобалансі, з них 138 сформували державні концепції управління розвитком відновлювальної енергетики (Renewables, 2014). Як результат, за пілсумками 2013 року на відновлювальну енергетику припадало 43,6 % усіх нововведених генеруючих потужностей, а частка "зеленої" енергії у світовому енергобалансі становила 8,5% (Global, 2014). Динамічний розвиток "зеленої" енергетики і надалі демонструє стійке зростання кількості робочих місць. Так, у 2013 році 6,5 мільйона осіб працювали у цьому секторі (Renewables, 2014).

Зазначені світові тенденції обумовлені низкою переваг ВДЕ порівняно із традиційними енергетичними ресурсами. В ДЕ є невичерпними і теоретично можуть забезпечити необмежений запас енергії. їх використання є ефективним способом економії й заміщення викопних паливно-енергетичних ресурсів, на яких базується сучасна енергетика, а також зменшення антропогенного впливу на змін)• клімату планети шляхом зниження викидів парникових газів.

Окрім зазначених переваг, В ДЕ мають і низку недоліків, основний з яких – переривчастість їх наявності на поверхні Землі (за годинами доби, порами року, географічними поясами тощо). Іншим вагомим недоліком є недостатній технічний рівень індустріальних методів їх використання, що обумовлено фокусуванням технологічного розвитку у минулому на традиційних технологіях енерговиробництва. Як наслідок, низький ККД та висока вартість генерації енергії з ВДЕ сьогодні є основними стримуючими чинниками розвитку "зеленої" енергетики. Тому на сучасному етапі майже усі існуючі технології "зеленої" енергетики є дотаційними і не можуть розвиватися у чисто ринкових умовах, а масштабна розбудова генеруючих потужностей на основі ВДЕ неможлива без потужної підтримки з боку урядів держав світу.

  • [1] Розділ містить результати досліджень, проведених при грантовій підтримці Державного фонду фундаментальних досліджень України за конкурсним проектом GP/F56/055.
 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші