Yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı tesislerin enerji verimliliğinin değerlendirilmesi

Şu anda, dünyadaki birçok ülke kaynakları korumanın yollarına giderek daha fazla ilerliyor. Son yıllarda dünyada enerji üretiminin yapısı, yenilenemez enerjinin payında azalma ve yenilenemez enerjinin payında artış yönünde değişmiştir. yenilenebilir enerji kaynakları (RES)... En dinamik gelişen YEK endüstrileri güneş ve rüzgar enerjisidir.

Geleneksel olarak, yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesine katkıda bulunan aşağıdaki nedenler ayırt edilir:

• gezegenin topraklarında daha eşit dağılım ve sonuç olarak daha fazla kullanılabilirlik;
• işletme sırasında çevreye kirletici emisyonların neredeyse tamamen yokluğu (tüm yenilenebilir enerji kaynakları için değil);
• fosil kaynakların tükenmesi ve bazı yenilenebilir enerji kaynakları (rüzgar ve güneş) için sınırsız kaynaklar;
• enerji üretim teknolojilerinde (özellikle güneş ve rüzgar enerjisi için) önemli gelişmeler.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi, şu anda dünya çapında 50'den fazla ülkenin yenilenebilir enerjiyi desteklemek için kanunları ve hükümet düzenleyici önlemleri benimsemiş (kısmen Rusya'da) ve yürürlükte olması gerçeğiyle de kolaylaştırılmaktadır. Ayrıca, yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi için önemli bir faktör, bunlara dayalı enerji tesislerinin inşasında sermaye yatırımlarının azaltılmasıdır.

İnşaattaki spesifik sermaye yatırımındaki en önemli azalma, aşağıdaki gibi enerji tesislerine düşer: rüzgar santralleri (HES) Vegüneş fotovoltaik enerji santralleri (SPPP)... gibi yenilenebilir enerji tesisleri için hidroelektrik santraller (HES), küçük hidroelektrik santraller (HES'ler), jeotermal enerji santralleri (GeoPP) Vebiyoelektrik santralleri (BioTES), sermaye yatırım değerleri düştü, ancak önemli ölçüde değil. Ayrıca, son yıllarda işletme (cari) maliyetlerin düşürülmesi veelektriğin bugünkü değeri (seviyelendirilmiş enerji maliyeti — LCOE).

Şu anda, belirli koşullar altında yenilenebilir enerji tesisleri ekonomik olarak oldukça rekabetçidir.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının, özellikle rüzgar ve güneş enerjisinin bu kadar yoğun gelişmesinin sebepleri de dünyada enerji tesislerinin verimliliğini değerlendirme yaklaşımının çok kriterli yönde değişmesi, özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarına dayanan tedarik sistemlerinin enerji ve bölgesel enerji gelişiminin yerelleştirilmesi. …

Yabancı uygulamada, elektrik enerjisi tesislerinin verimliliğini değerlendirmek için ekonomik göstergelerin yanı sıra enerji ve çevresel göstergeler de kullanılmaktadır.

Aşağıdakiler enerji göstergesi olarak kabul edilir: enerji geri ödeme süresi (EPBT) Veenerji verimliliği oranı (yatırım getirisi (EROI)).

Enerji geri ödeme süresi, üretilen enerjiye sahip söz konusu elektrik santralinin oluşturulması, işletilmesi ve hizmetten çıkarılması sırasındaki enerji maliyetlerini telafi ettiği süreyi gösterir.

Enerji verimliliği oranı, bir santralin işletme aşamasında üretilen enerjinin, inşaat, işletme ve devreden çıkarma olmak üzere üç ana aşamadan oluşan yaşam döngüsü boyunca tüketilen enerjiye oranıdır.

Başlıca çevresel göstergeler şunlardır:

• küresel ısınma potansiyeli (GWP);
• oksidasyon potansiyeli (AP);
• Ötrofikasyon potansiyeli (EP)

Küresel ısınma potansiyeli — farklı sera gazlarının küresel ısınma üzerindeki etkisinin derecesini belirleyen bir gösterge.

oksidasyon potansiyeli - asit oluşturabilen kirleticilerin emisyonlarının çevre üzerindeki etkisini karakterize eden bir gösterge.

Ötrofikasyon potansiyeli — suda besin maddelerinin birikmesinin bir sonucu olarak su kalitesinin bozulmasını karakterize eden bir gösterge.

Bu göstergelerin değerleri aşağıdaki kirleticilere göre belirlenir: küresel ısınma potansiyeli CO, CO2 ve CH4'e göre hesaplanır ve kgCO2eşdeğeri cinsinden ölçülür, oksidasyon potansiyeli — SO2, NOx ve HCl ve kgSO2eşdeğeri cinsinden ölçülür, ötrofikasyon potansiyeli — PO4 , NH3 ve NOx ve kg PO4eq cinsinden ölçülür.Her kirletici türünün özgül ağırlığı vardır.

Çok sayıda çalışma göstermiştir: yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı elektrik tesisleri, kural olarak özellikle SFES ve WPP, enerji ve ekolojik olarak daha verimliyenilenemez enerji tesislerinden daha

Yenilenebilir enerji kaynaklarına (özellikle rüzgar ve güneş enerjisi) dayalı enerji tesislerinin enerji verimliliği son 5-10 yılda önemli ölçüde artmıştır.

Tablo, farklı yazarlar tarafından karadaki rüzgar enerjisi santralleri ve farklı tipteki SEP'ler ve farklı kapasitelerdeki HES'ler için elde edilen enerji geri ödeme sürelerine ilişkin tahminleri göstermektedir. Bunlardan, karadaki rüzgar çiftlikleri için enerji geri ödeme süresinin sırasıyla 6,6 ila 8,5 ay, SFES 2,5–3,8 yıl ve küçük hidroelektrik santralleri 1,28–2,71 yıl olduğu sonucu çıkar.

Yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı santrallerin enerjisinin ödenmesindeki azalma, dünyada son 15-20 yılda enerji ekipmanı ve elemanlarının üretimi için teknolojilerde önemli bir gelişme ve iyileştirme olmasından kaynaklanmaktadır. enerji ekipmanları.

Bu eğilim en açık şekilde, yaşam döngüsü boyunca enerji tüketiminin ana payının ana enerji ekipmanının (rüzgar türbinleri ve fotovoltaik dönüştürücüler) üretimine düştüğü HES'lerde ve HES'lerde izlenir.

Örneğin, bir hidroelektrik santralinin ana enerji ekipmanı için enerji tüketiminin payı yaklaşık %70-85 ve SFES için %80-90'dır.Hidroelektrik santralleri ve hidroelektrik santralleri rüzgar ve güneş parklarının bir parçası olarak ele alırsak, bu durumda enerji maliyetlerinin bileşenlerinin özgül ağırlığı, enerjiyi hesaba katmak gerekeceğinden, verilen değerlerden biraz farklı olacaktır. kablolardan üretim maliyetleri.

YEK'e dayalı enerji tesislerinin artan ekonomik rekabet gücünün yanı sıra yenilenemeyen kaynaklara göre daha yüksek enerji ve çevresel verimlilikleri, dünyada YEK'e dayalı enerji tesislerinin giderek daha yoğun bir şekilde gelişmesine katkıda bulunmaktadır.

Öngörülere göre dünyada rüzgar ve güneş enerjisi başta olmak üzere yenilenebilir enerji tesislerinin kurulu gücü hem kısa hem de uzun vadede artmaya devam edecek. Ayrıca tahminlere göre dünyada yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam enerji üretimindeki payı da artacak.

enerji santrallerinin yaşam döngüsü enerjisi ve çevresel performans değerlendirmesi. Bu tahminler gösteriyor ki Yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı enerji tesisleri (özellikle rüzgar enerjisi santralleri ve SFES) çoğu durumda yenilenemeyen enerji kaynaklarından enerjik ve çevresel olarak daha verimlidir.

Rusya'daki enerji tesisleri için en verimli seçeneklerin seçimi şu anda yalnızca ekonomik verimlilik göstergelerine göre yapılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı olanlar da dahil olmak üzere enerji santrallerinin yaşam döngüsü enerjisinin ve çevresel verimliliğinin belirlenmesi, verimliliklerinin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesine izin vermeyen bir şekilde yapılmamaktadır.

Rusya'da, zayıf ağ altyapısına, tükenmiş enerji fonlarına sahip, ancak büyük bir rüzgar, güneş ve diğer yenilenebilir enerji potansiyeline sahip çok sayıda merkezi olmayan ve enerji eksikliği olan bölge ve alan vardır. genel değerlendirme, yenilenemeyen enerji kaynaklarının kullanımından sadece ekonomik değil, aynı zamanda enerjik ve çevresel olarak daha verimli olabilir.

Teknik Bilimler Doktoru'nun makalesine dayanarak, Profesör G.I. Sidorenko "Enerji: Ekonomi, Teknoloji, Ekoloji" dergisinde "Yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı enerji tesislerinin verimliliği konusunda"