Какое будущее у энергетики ?
Какую роль будут играть ВИЭ (возобновляемые источники энергии )?
В ЕС, в США и Китае, поставили планы увеличить к 2050 долю ВИЭ до 85%, по минимальным прогнозам 35%.
При этом энергетика увеличится на треть, а электроэнергия на 80%.
Сейчас ввод новых энерго мощностей в мире это на 80% ВИЭ .
В Китае уже сейчас ветроэнергетика дает больше чем атомная .
В 2013 году Китай на 40% больше электричества вырабатывает ветроэнергетика.
К 2017 году в Китае планируется утроить мощности солнцеэнергетики
К 2030 году, доля ВИЭ в энергетике планируется 20%.
Энергетический поворот (Energiewende) в Германии начался в 1990 г когда был принят закон Stromeinspeisungsgesetz
Похожий закон есть и США (purpa)
Суть в том, что энергокомпании
обязаны покупать энергию у мини-производителей энергии ВИЭ .
К 2050 должно быть 80% электроэнергии и 60% общей энергии как ВИЭ.
А выброс парниковых газов должен сократится на 40% в 2020 и 90% к 2015, т.е. будет уровень 1990.
Китай и США в 2014 подписали соглашение о сокращение таких выбросов.
В Германии уголь дает 50%, а в в Китае 75% электроэнергии.
Кроме увеличение доли ВИЭ ( солнцеэнергетики, ветроэнергетики, геотермальных станций ) планируется сокращать и энерго расходы
Так в ЕС в 2010 году принята директива EPBD (Energy Performance of Buildings Directive).
Дома должны быть с почти нулевым потреблением энергии» (nearly zero energy buildings).
Известно что доля отопления занимает 40-50% в энергопотреблении.
Такие дома, будут потреблять 10% энергии нынешнего за счёт более комплексного проектирования тепловой оболочки и инженерных систем, вентиляции с рекуперацией тепла, уменьшения теплопроводности, увеличения теплоизоляции, воздухопроницаемости
Такой дом, придуман еще инженером Вольфанганом Файстом в 1990-х годах.
Кроме того, планируется в таких домах использовать и ВИЭ
Геотермальные (тепловые насосы) сейчас их в ЕС 5 млн, и солнечные панели .
Причем, планируется что такие дома будут вырабатывать больше энергии в какой-то период, тогда они будут передавать ее в сеть .
Вообще планируется создать smart grids, когда сети, например стиральная машина в доме, будет включаться в зависимости от нагрузки сети .
Сегодня есть примеры 100% ВИЭ.
Так в Исландии геотермальная энергия дает 90% обогрева и 30% электроэнергии, а 70% электроэнергии дает гидростанции
Норвегия почти на 100% получает энергию за счёт воды (гидростанции) и даже продает в Англию, хотя Норвегия добывает и нефть и газ.
В Дании 40% электроэнергии это ветроэнергетика , в Испании на 20%.
В Италии солнечная энергетика 8%.доля ВИЭ в Германии 27%.
Новая Зеландия на 80% электро энергия это геотермальные и гидроресурсы
Не нужно забывать и биоресурсы
Цитата: ЦитатаСегодня в Европе древесное отопление конкурирует с остальными способами теплоснабжения (явно превосходя, например, дизельное отопление).
В Швеции биоэнергетика, преимущественно древесное сырье, обеспечивает функционирование более половины отопительных мощностей. Сюда относятся и индивидуальные пеллетные котлы, и крупные тепловые станции систем центрального отопления
[spoiler=Скрытый текст«Возобновляемое растительное сырье обеспечило в 2013 г. 10 % мирового предложения первичной энергии – примерно 56,6 ЭДж (эксаджоулей)[96]. На «традиционную биомассу» в этой величине приходится 60 %. Доля «современной биомассы» складывается из 13 ЭДж, направляемых на цели отопления, и по 5 ЭДж используется для производства электроэнергии и биотоплива.»]«Если в 2000 г. их производство в Европе и Северной Америке составило 1,5 млн т, то в 2011 г. уже 16 млн т[99]. Другой источник сообщает нам, что в Европейском союзе в 2013 г. было потреблено 15 млн т пеллет (с годовым ростом 1 млн т, начиная с 2010 г.)[100].
Сегодня в Европе древесное отопление конкурирует с остальными способами теплоснабжения (явно превосходя, например, дизельное отопление). При этом, однако, картина его распространения по странам неоднородна. Так, в Австрии на человека приходится 50–60 кг пеллет в год, в Германии – 11 кг[101]. При организации отопления в новостройках пеллетное отопление выбирается в Австрии в 35 % случаев, в Германии – в 6 %. В Швеции биоэнергетика, преимущественно древесное сырье, обеспечивает функционирование более половины отопительных мощностей. Сюда относятся и индивидуальные пеллетные котлы, и крупные тепловые станции систем центрального отопления[102]. В Германии, Австрии и Италии пеллеты используются главным образом для отопления и горячего водоснабжения жилых домов (в год в Европе продается примерно 300 000 индивидуальных пеллетных котлов), в Великобритании, Нидерландах и Бельгии – для промышленной выработки электроэнергии. В Швеции и Дании развиты оба этих сегмента. Древесное топливо является главным источником энергии в Финляндии (обеспечивая примерно 25 % общего потребления), и доля его растет[103].»
«Установленная мощность электрической генерации в мировой биоэнергетике в 2013 г. составила 88 ГВт с годовой выработкой 396 ТВт · ч. Прогноз роста к 2020 г. – 133 ГВт (615 ТВт · ч в год)[98]. Жидкое биотопливо покрывает 2,7 % потребностей мирового транспорта (2013 г.).»
[/spoiler]
Производство древесных пеллет
ПеллетыЦитата: ЦитатаВ настоящее время в Бельгии строится крупнейшая в мире ТЭС, Bee Power Gent, которая будет работать на древесной щепе. Её электрическая мощность составит 215 МВт, а тепловая — 100 МВт107, что обеспечит электроэнергией 450 000 домохозяйств[14
Биогаз в Китае
Скрытый текст
«Мировым лидером по производству биогаза считается Китай[112], но здесь отмечается интересный феномен. Подавляющая часть китайского биогаза производится сельскими домашними хозяйствами для собственного потребления – отопления, приготовления пищи и даже, в некоторых случаях, производства электричества. Таких домашних биогазовых станций насчитывается 41 млн[113], и ожидается, что к 2020 г. их число достигнет 80 млн при активной государственной поддержке.»
Биогаз в ЕС
Скрытый текст
«европейские планы расширения (National Renewable Energy Actions Plans) пока никто не отменял. Они предусматривают объем биогазовой электрической генерации к 2020 г. на уровне 65 000 ГВт · ч (среднегодовой прирост 1,85 ГВт · ч»
Жидкое биотопливо
Скрытый текст
«Мировыми лидерами в производстве и использовании биоэтанола являются США и Бразилия, в производстве биодизеля лидирует Европейский союз (примерно 53 % мирового производства)»
«Биодизель производится путем смешивания спирта (как правило, метанола) с растительным маслом или животным жиром. Он может использоваться в качестве добавки (обычно 20 %) к обычному дизельному топливу или в чистом виде в качестве возобновляемого альтернативного топлива для дизельных двигателей.»
Геотермальная энергия
Скрытый текст
«На прямое использование тепла недр сегодня приходится большая доля геотермальной энергетики (91 ТВт · ч). В этом направлении доминирует Китай (45 ТВт · ч в 2011 г.). Производство электричества составило в 2013 г. 76 ТВт · ч. Общий мировой объем генерирующих мощностей оценивается в 12 ГВт, в 2013 г. прирост составил 530 МВт, из которых 241 МВт пришелся на Новую Зеландию[120].
Мировым лидером в геотермальной электроэнергетике являются США с размером установленной мощности 3,4 ГВт, за ними следуют Филиппины (1,9), Индонезия (1,3), Мексика (1,0), Новая Зеландия (0,9), Италия (0,9), Исландия (0,7)[121].»
Грунтовые тепловые насосы
Скрытый текст
«грунтовой тепловой насос преобразует тепло грунта, который на глубине нескольких метров круглогодично имеет постоянную плюсовую температуру, в более высокую температуру теплоносителя.»
«в последние годы на их долю стабильно приходится порядка 20 % в отопительном оборудовании в новых домах в Германии (в 2013 г. – 22,5 %), при этом еще совсем недавно, в 2000 г., доля тепловых насосов составляла всего 0,8 %[130]. В Дании, Швеции и Швейцарии тепловые насосы исторически занимают весомую долю на рынке отопительного оборудования.
По мнению Международного энергетического агентства, тепловые насосы будут покрывать 10 % потребностей в энергии на отопление в странах ОЭСР к 2020 г. и 30 % – к 2050 г.[131] При этом к 2050 г. в 50–70 % новых зданий в указанном регионе будут устанавливаться тепловые насосы[132]. В Швейцарской стратегии развития чистых технологий прямо говорится, что «большинство зданий в будущем станут отапливаться с помощью тепловых насосов… Это приведет к сокращению затрат драгоценной энергии на производство тепла на 80 %»[133].
Прогнозы развития рынка тепловых насосов в Европе зачастую в числе целей прямо указывают отказ от российских энергоносителей.»
Электромобиль
Цитата: ЦитатаКитай планирует довести количество электромобилей до 500 000 в 2015 г. и до 5 млн к 2020 г
Скрытый текст
«В Европе, Северной Америке и технологически развитых странах Азии активно строятся жилые (и нежилые) дома с интегрированными автомобильными зарядными станциями, источником энергии для которых являются также интегрированные в здание солнечные модули и системы аккумулирования энергии.»
«в 2013–2014 гг. электромобиль стал товаром массового спроса, его серийное производство наладили все ведущие, в том числе китайские, игроки автомобильного рынка.»
«По состоянию на сентябрь 2014 г. в мире было продано более 600 000 электромобилей, включая plug-in гибриды, а к концу года их парк насчитывал уже 740 000[151]. В ряде стран легковые электромобили уже начинают занимать весомую долю в продажах автотранспортных средств. Например, в Норвегии в 2013 г. она составила 6,1 %[152»
«Швеция намерена к 2030 г. обеспечить 100 %-ный переход автомобильного транспорта на неуглеродные виды топлива – речь идет об электромобилях и автомобилях на биодизеле[155]. К 2040 г. 75 % километров, пройденных легковым транспортом, будет приходиться на электромобили[156]. количество станций зарядки электромобилей в Японии уже превысило число обычных бензиновых заправочных станций[»
«В декабре 2014 г. в Европе начал осуществляться проект ELECTRIC (European Long-Distance Electric Clean Transport Road Infrastructure Corridor), предусматривающий строительство 155 современнейших станций быстрой зарядки на основных трассах, связывающих Швецию, Данию, Голландию и Германию[158]. Автоконцерны BMW и Volkswagen объединяются для строительства сети станций быстрой зарядки, связывающей Западное и Восточное побережье США[159].»
«прогнозируется, что колоссальные инвестиции в производство «литийионных аккумуляторов, осуществляемые Илоном Маском (бренд Tesla) и другими производителями, приведут к снижению цены батарей в два раза к 2020 г.[160] Консалтинговая компания McKinsey в 2012 г. прогнозировала падение цены с $500–600 до $200 за киловатт-час к 2020 г.»
«Китай планирует довести количество электромобилей до 500 000 в 2015 г. и до 5 млн к 2020 г. К слову, по дорогам Поднебесной сегодня ездят примерно 150 млн двухколесных транспортных средств с электродвигателями. Начиная с 2016 г. 30 % государственных закупок автотранспорта должно приходиться на электромобили. В сеть, которая к концу 2015 г. должна состоять из 400 000 станций зарядки электромобилей, вкладываются десятки миллиардов долларов государственных инвестиций[166]. Собственную сеть электрозаправок строит в Китае и Tesla.»
«В Индии действует государственный план, предусматривающий реализацию 6–7 млн электромобилей до 2020»
Автомобили на вородном топливе, fuel cell (сам водород производится за счет избытков энергии ВИЭ, иначе дорого и неэкологично)
Цитата: Цитата«Toyota первой начала коммерческую реализацию легковых автомобилей FCV (fuel cell vehicle), выпустив свой Mirai.»
Пример населенных пунктов
Сидорович, Владимир. «Мировая энергетическая революция. Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир"
Цитата: Цитатанемецкая деревня Фельдхайм (Feldheim), расположенная в 60 км юго-западнее Берлина, электро– и теплоснабжение которой основывается на использовании энергии солнца, ветра, а также… кукурузы и свиного навоза. В деревне действуют собственные электрические сети, а также система центрального отопления. Тепло и электричество вырабатывается биогазовой станцией, оснащенной когенерационной установкой электрической мощностью 500 кВт, сырьем для которой являются указанные субстанции, поставляемые местным сельскохозяйственным кооперативом. В качестве резервной тепловой мощности на время пиковой нагрузки используется теплоэнергетическая установка,«работающая на древесной щепе. Потребность в электроэнергии покрывается, помимо биогазовой станции, местными солнечными и ветроэнергетическими установками. Энергетическая система деревни охватывает не только дома жителей, но и административные здания и местные малые промышленные предприятия. В результате такого местного энергетического поворота граждане платят за электричество и тепло существенно меньше, чем предусматривают действующие в стране тарифы. После выплаты процентов по кредитам, взятым на приобретение энергетического оборудования, суммы коммунальных платежей сократятся дополнительно.»
Скрытый текст
Берлингтон, крупнейший город штата Вермонт, США, с населением 42 000 человек обеспечивает свои энергетические потребности с помощью (в порядке значимости) гидроэлектростанции, теплоэлектростанции, работающей на древесном сырье, ветра и солнца[298].
Своего рода сенсацией стало известие, пришедшее из североамериканского нефтяного штата Техас. Город Джорджтаун принял решение перейти на 100 %-ное электроснабжение на основе ВИЭ. Причем данный выбор был принят не в целях «спасения планеты», а по рациональным экономическим соображениям. Проанализировав предложения энергетических компаний, город выбрал из них самое дешевое. Теперь комбинация солнечной и ветровой энергии станет обеспечивать жителей электричеством»
«Стопроцентное энергоснабжение на основе исключительно солнца в сочетании с аккумуляторами энергии планируется к 2017 г. в австралийском «солнечном городе» Ньюстед (Newstead).»
Пример компаний
Скрытый текст
«IKEA планирует к 2020 г. на 100 % обеспечивать себя исключительно чистой энергией. ВИЭ уже сегодня на 100 % снабжают электричеством все дата-центры»
«Apple, компания является крупнейшим владельцем солнечных электростанций. IBM собирается в 2020 г. покрывать 20 % своих потребностей с помощью возобновляемых источников.
35 %-ной доли ВИЭ в потребляемой энергии Google»
Отредактировано: Сергей Кузнецов - 18 янв 2016 20:22:56