Beoordeling van de energie-efficiëntie van voorzieningen op basis van hernieuwbare energiebronnen

Momenteel zijn veel landen over de hele wereld steeds meer op weg naar manieren om hulpbronnen te besparen. De afgelopen jaren is de structuur van de energieproductie in de wereld veranderd in de richting van een afname van het aandeel niet-hernieuwbare energie en een toename van het aandeel van hernieuwbare energiebronnen (RES)... De meest dynamisch ontwikkelende RES-industrieën zijn zonne- en windenergie.

Traditioneel worden de volgende redenen onderscheiden die bijdragen aan de ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen:

• meer gelijkmatige verdeling op het grondgebied van de planeet en als gevolg daarvan hun grotere beschikbaarheid;
• bijna volledige afwezigheid van emissies van verontreinigende stoffen in het milieu tijdens bedrijf (niet voor alle soorten hernieuwbare energiebronnen);
• uitputting van fossiele bronnen en onbeperkte bronnen voor sommige soorten hernieuwbare energiebronnen (wind en zon);
• aanzienlijke verbeteringen in energieproductietechnologieën (vooral voor zonne- en windenergie).

De ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen wordt ook vergemakkelijkt door het feit dat momenteel meer dan 50 landen over de hele wereld (deels in Rusland) wetten en regelgevende maatregelen van de overheid hebben aangenomen en van kracht zijn om hernieuwbare energie te ondersteunen. Bovendien is een belangrijke factor voor de ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen de vermindering van kapitaalinvesteringen in de bouw van energiecentrales op basis daarvan.

De meest significante vermindering van specifieke kapitaalinvesteringen in de bouw valt op energievoorzieningen zoals windkrachtcentrales (HPP) Enfotovoltaïsche zonne-energiecentrales (SPPP)… Voor duurzame energievoorzieningen zoals waterkrachtcentrales (HPP), klein waterkrachtcentrales (HPP's), geothermische energiecentrales (GeoPP) Enbio-elektrische centrales (BioTES), daalden de investeringswaarden, maar niet significant. Daarnaast is er de laatste jaren een tendens om de operationele (lopende) kosten en kosten te verlagencontante waarde van elektriciteit (levelized cost of energy - LCOE).

Momenteel zijn installaties voor hernieuwbare energie onder bepaalde voorwaarden economisch behoorlijk concurrerend.

De redenen voor een dergelijke intensieve ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen, met name wind- en zonne-energie, liggen ook in het feit dat de benadering voor het evalueren van de efficiëntie van energiefaciliteiten in de wereld is veranderd in de richting van multicriteria, er is een tendens naar decentralisatie van energievoorzieningssystemen en regionale energieontwikkeling, met name op basis van hernieuwbare energiebronnen. …

In de buitenlandse praktijk worden naast economische indicatoren ook energie- en milieu-indicatoren gebruikt om de efficiëntie van elektriciteitsvoorzieningen te evalueren.

Als energie-indicatoren worden geaccepteerd: energieterugverdientijd (EPBT) Enenergie-efficiëntieverhouding (rendement op investering (EROI)).

De energieterugverdientijd geeft de tijd aan waarin de beschouwde elektriciteitscentrale met opgewekte energie de energiekosten van de oprichting, werking en buitengebruikstelling compenseert.

De energie-efficiëntieverhouding is de verhouding tussen de energie die wordt geproduceerd tijdens de operationele fase en de energie die wordt verbruikt tijdens de levenscyclus van een energiecentrale, die bestaat uit drie hoofdfasen: constructie, werking en ontmanteling.

De belangrijkste milieu-indicatoren zijn:

• aardopwarmingsvermogen (GWP);
• oxidatiepotentiaal (AP);
• Eutrofiëringspotentieel (EP)

Opwarmingsvermogen van de aarde — een indicator die de mate van impact van verschillende broeikasgassen op de opwarming van de aarde bepaalt.

Oxidatie potentieel — een indicator die de impact op het milieu karakteriseert van emissies van verontreinigende stoffen die zuren kunnen vormen.

Potentieel voor eutrofiëring — een indicator die de verslechtering van de waterkwaliteit kenmerkt als gevolg van de ophoping van nutriënten in het water.

De waarden van deze indicatoren worden bepaald op basis van de volgende polluenten: aardopwarmingsvermogen wordt berekend op basis van CO, CO2 en CH4 en wordt gemeten in kgCO2eq, oxidatiepotentieel — SO2, NOx en HCl en gemeten in kgSO2eq., eutrofiëringspotentieel — PO4 , NH3 en NOx en wordt gemeten in kg PO4eq.Elk type verontreinigende stof heeft zijn soortelijk gewicht.

Talrijke studies hebben aangetoond: elektriciteitsvoorzieningen op basis van hernieuwbare energiebronnen, vooral SFES en WPP, in de regel energie- en ecologisch efficiënterdan niet-hernieuwbare energievoorzieningen.

De energie-efficiëntie van energievoorzieningen op basis van hernieuwbare energiebronnen (vooral wind- en zonne-energie) is de afgelopen 5-10 jaar aanzienlijk toegenomen.

De tabel toont schattingen van energieterugverdientijden die door verschillende auteurs zijn verkregen voor onshore windenergiecentrales en SEP's van verschillende typen en HPP's met verschillende capaciteiten. Hieruit volgt dat de energieterugverdientijd voor windparken op land respectievelijk 6,6 tot 8,5 maanden is, SFES 2,5 tot 3,8 jaar en kleine waterkrachtcentrales 1,28 tot 2,71 jaar.

De verlaging van de betalingsvoorwaarden van energiecentrales op basis van hernieuwbare energiebronnen is te wijten aan het feit dat er in de wereld de afgelopen 15-20 jaar een aanzienlijke ontwikkeling en verbetering is geweest van technologieën voor de productie van energieapparatuur en -elementen van energieapparatuur.

Deze trend is het duidelijkst terug te vinden bij HPP's en HPP's, waar het grootste deel van het energieverbruik tijdens de levenscyclus neerkomt op de productie van de belangrijkste energieapparatuur (windturbines en fotovoltaïsche omvormers).

Het aandeel van het energieverbruik voor de belangrijkste energie-apparatuur van een waterkrachtcentrale is bijvoorbeeld ongeveer 70-85% en voor SFES 80-90%.Beschouwen we waterkrachtcentrales en waterkrachtcentrales als onderdeel van wind- en zonneparken, dan zal het soortelijk gewicht van de componenten van energiekosten in dit geval enigszins afwijken van de gegeven waarden, aangezien er rekening moet worden gehouden met de energiekosten kosten voor productie uit kabels.

Het toenemende economische concurrentievermogen van op RES gebaseerde energiefaciliteiten, evenals hun hogere energie- en milieu-efficiëntie in vergelijking met niet-hernieuwbare bronnen, dragen bij aan de steeds intensievere ontwikkeling van op RES gebaseerde energiefaciliteiten in de wereld.

Volgens prognoses zal de geïnstalleerde capaciteit van hernieuwbare energie-installaties, met name wind- en zonne-energie, in de wereld zowel op korte als op lange termijn blijven toenemen. Ook zal volgens prognoses het aandeel van hernieuwbare energiebronnen in de totale energieproductie in de wereld toenemen.

levenscyclus energie en milieuprestatiebeoordeling van elektriciteitscentrales. Deze schattingen laten dat zien energievoorzieningen op basis van hernieuwbare energiebronnen (vooral windenergiecentrales en SFES) zijn in de meeste gevallen energetisch en ecologisch efficiënter dan niet-hernieuwbare energiebronnen.

De selectie van de meest efficiënte opties voor energiecentrales in Rusland wordt momenteel alleen uitgevoerd op basis van indicatoren van economische efficiëntie. De energie- en milieu-efficiëntie tijdens de levenscyclus van energiecentrales, met inbegrip van die op basis van hernieuwbare energiebronnen, wordt niet bepaald, waardoor een alomvattende beoordeling van hun efficiëntie niet mogelijk is.

In Rusland is er een groot aantal gedecentraliseerde en energiearme regio's en gebieden met een zwakke netwerkinfrastructuur, uitgeputte energiefondsen, maar met een groot potentieel aan wind-, zonne- en andere soorten hernieuwbare energie, waarvan het gebruik, met een alomvattend algemene beoordeling, kan blijken niet alleen economisch, maar ook energetisch en ecologisch efficiënter te zijn dan het gebruik van niet-hernieuwbare energiebronnen.

Naar aanleiding van het artikel van doctor in de technische wetenschappen, prof. G.I. Sidorenko «Over de kwestie van efficiëntie van energiefaciliteiten op basis van hernieuwbare energiebronnen» in het tijdschrift «Energie: economie, technologie, ecologie»