– экономических эффектов у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов);
– эффектов повышения конкурентоспособности (снижение потребления энергоресурсов на единицу производимой продукции, энергоэффективность производимой продукции при ее использовании);
– эффектов для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок, минимизация инвестиций в расширение сети);
– экологических эффектов;
– связанных эффектов (внимание к проблемам энергосбережения приводит к повышению озабоченности проблемами общей эффективности системы – технологии, организации, логистики на производстве, системы взаимоотношений, платежей и ответственности в жилищном секторе, отношении к домашнему бюджету у граждан).
Следует отметить два принципиально разных, но имеющих прямое отношение к рассматривающей теме процесса – собственно усовершенствование энергосберегающих процессов и нормативно-правовое обеспечение энергосбережения. Собственно энергосберегающие технологии являются важнейшим направлением реализации энергетической стратегии. В мировом энергетическом балансе доля носителей для традиционной энергетики сегодня составляет порядка 74 %. При современном уровне потребления открытых запасов нефти хватит на 40 лет, газа – на 56 лет, угля – на 197 лет. Что касается других источников энергии, то на возобновляемые (в основном на биомассу и гидроэнергию) приходится 19,5 %, а на ядерную энергию – 6,3 % [5].
Если в течение некоторого периода времени гидроэнергетика и биомасса будут доминировать над другими видами возобновляемых источников энергии, то в дальнейшем первенство на энергорынке будет принадлежать солнечной энергии и ветроэнергетике, которые сейчас активно развиваются. Кроме того, не следует забывать и об атомной энергетике.
|
Инженерные проблемы |
Экономические проблемы |
Экологические проблемы |
Нравственные проблемы |
|
Гелиоэнергетика (гелиоконденсаторы, солнечные батареи) |
|||
|
● Стохастический характер получения и отсюда – необходимость аккумулирования энергии. ● Повышение КПД солнечных батарей. ● Защита батарей от загрязнений |
● Высокая стоимость технологий получения энергии |
● Утилизация солнечных батарей не экологична. ● Огромные площади под «солнечные плантации» |
|
|
Биоэнергетика (производство биомассы, биосинтез водорода, жидкое топливо – этанол, масло и т.д.) |
|||
|
● Выбросы ацетона, метана и азотсодержащих органических веществ |
● Использование пахотных земель под засев культур; ● Рост цены на фуражное зерно и продовольствие. |
● Выращивание соответствующих культур и производство из них топлива требует немалых энергетических затрат. |
● Чрезвычайно быстро расширяющееся производство биотоплива в тропических районах (в Бразилии, Индонезии, Малайзии) приводит к уничтожению девственных лесов или распахиванию своеобразных бразильских саванн |
|
Ветроэнергетика |
|||
|
● Стохастический характер получения и отсюда необходимость аккумулирования энергии. ● Непостоянство ветровых потоков создает проблемы надежности производства электроэнергии. ● Необходимость резерва мощности в энергосистеме и механизмов сглаживания неоднородности выработки |
● Основная часть стоимости ветроэнергии определяется первоначальными расходами на строительство сооружений ВЭУ (стоимость 1 кВт установленной мощности ВЭУ ~$1000). ● Высокая стоимость аккумуляторных батарей – около 25 % стоимости установки (используются в качестве источника бесперебойного питания при отсутствии внешней сети). Экономичность зависит от месторасположения ВЭУ |
● Ветрогенераторы изымают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс, что приводит к снижению скорости их движения. При массовом использовании ветряков (например, в Европе) это замедление теоретически может оказывать заметное влияние на локальные (и даже глобальные) климатические условия местности |
● Визуальное воздействие ветрогенераторов – субъективный фактор. Для улучшения эстетического вида ветряных установок во многих крупных фирмах работают профессиональные дизайнеры. Ландшафтные архитекторы привлекаются для визуального обоснования новых проектов |
|
Гидроэнергетика и альтернативная гидроэнергетика |
|||
|
● Зависимость от сезонных колебаний производимой и потребляемой мощностей. ● Необходимость резервных мощностей |
● Удорожание навигации. ● Убытки сельскохозяйственного, лесного и рыбопромышленного хозяйств. ● Удорожание транспорта (мосты, объездные пути и т.п.) |
● Создание гидротехнических сооружений препятствует рыбоходу. ● Приводит к значительному затоплению плодородных земель, так как требуют большого «зеркала» воды |
● Изменение ландшафта – затопление деревень и поселков, мест естественного обитания диких животных и птиц |
|
Водородная энергетика |
|||
|
● Чтобы выделить водород из воды, необходимо затратить энергию в 3,5 раза большую, чем потом можно получить от водорода в химической реакции окисления. ● Отсутствие развитой инфраструктуры. ● Использование водорода потребует сложной технологии и системы обеспечения безопасности |
● Процесс получения водорода дорогостоящ, себестоимость – $10–30 за килограмм водорода. В будущем прогнозируется снижение до $3–4 |
● Сжигание водорода экологически чисто. ● Водород взрывоопасен |
● Чувство страха в связи с известным феноменом повышенной пожаро- и взрывоопасности |
Согласно прогнозу Мирового Энергетического Совета (МИРЭС), на долю альтернативных источников энергии в 2020 г. будет приходиться 1150–1450 млн т условного топлива (5,6–5,8 % общего энергопотребления). При этом прогнозируемая доля их отдельных видов составит: биомасса – 35 %, солнечная энергия – 13 %, гидроэнергия – 16 %, ветроэнергия – 18 %, геотермальная энергия – 12 %, энергия океана – 6 %. К 2030 г. альтернативные источники могут дать энергию, эквивалентную 50–70 % современного уровня потребления энергии. Такие источники, преимущественно биомасса и гидроресурсы, удовлетворяют сейчас примерно 20 % мировой потребности в энергии, а энергия биомассы – 35 % энергетических потребностей развивающихся стран. Прогноз до 2050 г. основан на мировом сценарии развития возобновляемой энергии, которая, при условии ее эффективного использования, сможет удовлетворить потребность в энергии более 9 млрд человек [6].
Кроме того, большую роль играет нормативно-правовое обеспечение энергосбережения, важнейшими инструментами реализации которой являются нормативно – правовая база и ценовая и налоговая политика, направленная на экономическое стимулирование энергосбережения.
Подробно перечисленные выше вопросы, а также конкретные новейшие способы энергосбережения приведены в докладе.
Все виды преимуществ и недостатков возобновляемых источников энергии можно свети в следующую таблицу [7].
Имеются три основные движущие силы, заставляющие страны использовать возобновляемые источники энергии:
– энергетическая безопасность, направленная на обеспечение независимости от стран – экспортеров энергоресурсов;
– экологическая безопасность, связанная с беспокойствами по поводу глобального изменения климата. Источники возобновляемой энергии дают возможность обеспечивать энергетические потребности, сокращая при этом выбросы парниковых газов в атмосферу;
– себестоимость возобновляемых источников энергии, которая должна сокращаться по мере совершенствования энергосберегающих технологий.
Неравномерное распределение возобновляемых ресурсов по странам мира и даже внутри отдельных стран затрудняет выработку единой широкомасштабной политики в этой сфере.