Читайте также:
|
Эффективность использования различных источников энергии может оцениваться и сравниваться с помощью различных критериев и подходов. К наиболее распространенным подходам относят концепции энергетического баланса, чистого энергетического выигрыша, энергетической безопасности, экологического баланса.
Энергетический баланс страны - это агрегированный баланс всех видов деятельности и ресурсов по производству энергии, ее импорта, экспорта и первичного потребления. Создание такого баланса требует агрегирования различных видов энергии, например, в тонны условного топлива или нефтяного эквивалента. Существуют национальные и глобальные энергетические балансы, которые обычно рассчитываются на ежегодной основе. Такие национальные балансы предоставляют дополнительную информацию о смежных с энергетикой сферах и зависимость страны от импорта энергии, наглядно демонстрируя необходимость развития использования того или иного источника энергии.
Суть чистого энергетического выигрыша (ЧЭВ) заключается в оценке разницы между энергией, затрачиваемой на получение каждого отдельного вида энергоресурса и конечной энергией, которую он обеспечивает. Если ЧЭВ меньше единицы, то соответствующий энергоресурс не приносит чистый энергетический выигрыш экономике.
Например, некоторое время назад ЧЭВ фотоэлементов был меньше единицы. В настоящее время в результате технологического процесса он значительно вырос. ЧЭВ иногда выражают в категориях времени. При этом оценивается, сколько времени энергетическая установка должна функционировать, чтобы произвести и возместить энергию, которая была затрачена на ее производство. В настоящее время, амортизация ветровой турбины требует от 2 до 5 месяцев. Очевидно, что ВИЭ с ЧЭВ меньше единицы не могут приносить вышеперечисленные в главе 1 преимущества, такие как сокращение зависимости от импорта энергоносителей или снижение выбросов углекислого газа.
Энергетическая безопасность - это доступ к надежному и достаточному энергообеспечению по разумным ценам. Энергетическая безопасность является важнейшим компонентом экономической и национальной безопасности. Для стран нетто-импортеров энергии зависимость от малого числа поставщиков может рассматриваться как угроза национальному суверенитету. Для усиления энергетической безопасности могут предприниматься различные меры:
· увеличение эффективности потребления энергии;
· диверсификация видов импортируемых источников энергии;
· диверсификация поставщиков источников энергии;
· развитие производства местных видов энергии, в том числе ВИЭ;
· поддержание стратегических запасов энергоресурсов, используемых при временных перебоях импортных поставок;
Европейский союз в настоящее время находится в состоянии достаточно высокой зависимости от импорта, который составляет около 50 % всей потребности в энергии. Ожидается, что к 2030 году эта цифра составит уже 70 %. Такая ситуация несет в себе высокие экономические, политические и экологические риски. Согласно общепринятому мнению, развитие ВИЭ может способствовать снижению этих рисков.
Экологический баланс. Сгорание ископаемых видов топлива является источником выбросов вредных веществ, которые могут создавать негативные внешние эффекты. Эти эффекты могут быть местными (смог), региональными (кислотные дожди) или глобальными (глобальное потепление). Наиболее вредными выбросами считаются окись серы, окись азота, углекислый газ.
Использование ВИЭ может снижать выбросы вредных веществ, улучшая экологический баланс (т.е. можно получить более низкий уровень выбросов углекислого газа на единицу произведенной энергии).
Следует отметить, что создание всеобъемлющего баланса, который бы определил все экологические эффекты, вызываемые каждым видом топлива, является очень трудной задачей. Например, для биотоплива необходимо учитывать соотношения эффектов поглощения растениями CO2 при их выращивании и выделения CO2 при их сжигании.
С точки зрения определения оптимальных размеров субсидирования, позволяющих получать производителям нормальную прибыль и гарантирующих перспективность проектов развития возобновляемых источников энергии, важным элементом в анализе проектов по ВУ по-прежнему остается финансовый анализ проекта.
Как известно, финансовый анализ проекта подразумевает прогноз величины выгод и затрат. Прогноз затрат, как правило, не вызывает трудностей, так как не очень высока степень неопределенности в этом случае. Осуществить прогноз выгод проекта с приемлемой точностью является более сложной задачей, так как спрогнозировать цены на энергоносители на относительно долгий период весьма затруднительно. В случае ветроэнергетики точность прогноза выработки электроэнергии напрямую связана с прогнозом среднегодовой скорости ветра, которая, как говорилось ранее, является случайной величиной. Чтобы оценивать энергетический потенциал необходимо знать функцию распределения вероятности скоростей ветра. При этом в различных местах будут наблюдаться различные распределения скорости ветра. В качестве модели распределения наиболее часто используется распределение Вейбулла.
Случайная величина имеет распределение Вейбулла с параметрами (a, l > 0), если она имеет плотность распределения:
.
На рис. 1 показан пример распределения скорости ветра и зависимость выходной мощности установки от скорости ветра. Выше отмечалось, что номинальная мощность достигается только при достаточно высоких скоростях ветра, однако они наблюдаются с малой вероятностью.
Рис. 1. Распределение скорости ветра и характеристика мощности ВУ
Также важным фактором, определяющим себестоимость энергии, является прогноз выработки электроэнергии. Энергия ветра с помощью лопастей турбины ветроустановки формирует вращающий момент на роторе генератора. Количество переданной энергии прямо пропорционально плотности воздуха, площади лопастей и кубу скорости ветра. В этом можно наглядно убедиться с помощью схемы ветроустановки (рис. 2.)
Рис. 2. Схема ветроустановки.
1. Фундамент
2. Силовой шкаф, включающий силовые контакторы и цепи управления
3. Башня
4. Лестница
5. Поворотный механизм
6. Гондола
7. Система слежения за направлением и скоростью ветра (анемометр)
8. Тормозная система
9. Трансмиссия
10. Лопасти
11. Система изменения угла атаки лопасти
12. Колпак ротора
Соответственно, среднегодовая мощность ВУ значительно ниже номинальной мощности. Большая часть энергии ВУ производится в периоды, когда наблюдается высокая скорость ветра. Так как скорость ветра не постоянна, то годовой объем производства энергии на ВУ будет ниже номинальной мощности ВУ умноженной на количество часов ее работы в течение года.
Следует также отметить, что несмотря на нестабильность ветровой обстановки в течение года, общий годовой объем производства энергии довольно стабилен и отличается от года к году на доли процента.
Исходя их этих данных, можно построить комплексную оценку экономической эффективности проектов по развитию возобновляемых источников энергии, включающих в себя анализ всех выгод и затрат, которые влечет за собой реализация проекта.
Теоретически, анализ выгоды-затраты является наиболее тщательным, комплексным способом для оценки и сравнения энергоресурсов, поскольку он включает в себя все критерии, обсуждаемые выше (экологию, ЧЭВ, энергетическую безопасность). На практике, однако, провести такой анализ достаточно трудно.
Во-первых, для того чтобы точно оценить все выгоды и издержки от реализации проекта, нужно верно оценить выгоды и издержки при отказе от реализации проекта.
Во-вторых, комплексный анализ должен принимать во внимание все имеющие отношение к проекту выгоды и издержки, хотя многие из них, в особенности связанные с окружающей средой, не поддаются оценке и прогнозам.
И, наконец, расчет отношения издержки-выгоды включает их агрегирование в денежной форме, то есть через оценку всех выгод и затрат в рублях, евро или другой валюте. При этом очень трудно оценить в денежной форме такие издержки как, например, потери, связанные с уничтожением уникальных биологических видов и мест при добыче торфа или значительные визуальные последствия при установке ветровых турбин. Оценка таких неявных факторов как «экологический ущерб» или «энергетическая зависимость» также часто являются причиной различных мнений по поводу субсидирования ветроэнергетики.
Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 39 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |