Физика для учащихся и учителей

Физика - это не страшно, физика - это интересно.

Новости

22 июля 2020 г.
Какие возобновляемые источники энергии есть в Беларуси и могут ли они конкурировать с АЭС?

«Росатом» планирует физический пуск БелАЭС в первых числах августа. По официальным данным, станция в Островце позволит Беларуси частично уйти от зависимости от природного газа, так как его доля в топливно-энергетическом балансе страны составляет 95%. Но какая «зеленая» альтернатива есть атомной и углеродной энергетике? Поговорили о перспективах возобновляемых источников энергии в Беларуси с Павлом Горбуновым, экспертом в области ВИЭ и устойчивого транспорта, консультантом общественного объединения «Экодом» и одним из авторов исследования «Энергетическая [р]еволюция: перспективы устойчивого развития энергетического сектора Беларуси».

  • Имя
    Павел Горбунов

    Эксперт в области возобновляемых источников энергии и устойчивого транспорта, консультант общественного объединения «Экодом», один из авторов исследования «Энергетическая [р]еволюция: перспективы устойчивого развития энергетического сектора Беларуси»

Какие виды возобновляемых источников энергии сейчас есть в Беларуси?

Возобновляемая, или регенеративная, «зеленая», энергия — это энергия из энергетических ресурсов природного происхождения, которые являются возобновляемыми или неисчерпаемыми, по человеческим масштабам. Важно, что энергоисточник должен восстанавливаться с не меньшей скоростью, чем та, с которой энергоресурс изымается.

Чтобы разобраться, какие виды у нас есть, поясняет Павел Горбунов, следует понимать, что существует три сектора: производства электроэнергии, тепловой (куда входят отопление жилья и горячая вода) и транспортный (проще говоря, различные виды топлива для всех видов транспорта) секторы. В каждом из них используются свои технологии.

Например, в сфере производства электроэнергии есть ветряные электростанции, так называемые ветряки; солнечные электростанции, которые могут быть как промышленными, так и частными — так, в Гродно имеется многоэтажный дом с солнечными батареями на стене. Есть биогазовые станции, которые работают не на газе из недр, а на отработанных ресурсах (они могут производить не только электроэнергию, но и тепло). И гидроэлектростанции, которые используют в качестве источника энергии движение водных масс в русловых водотоках и приливных движениях.

Для производства тепла могут применять биомассу, например солому и соломобрикеты, пеллеты, прессованные древесные материалы и прочее. Торф к числу ВИЭ не относится: естественный прирост торфяников составляет 0,2−1 мм толщины в год, а изымаются они значительно быстрее. Поэтому этот вид источника тепла относят, скорее, к местным источникам.

Эксперт упоминает и термальную энергетику, а именно тепловые насосы (устройство для переноса тепловой энергии от источника к потребителю), рекуператоры (воздушные теплообменники), которые тоже можно отнести к ВИЭ, а также солнечные коллекторы — устройства для сбора тепловой энергии солнца.

В сфере топлива для транспорта из ВИЭ стоит отметить биотопливо, грубо говоря, смесь из бензинового или дизельного топлива и топлива из рапса, а также синтетическое топливо, например водород, получаемый из воды путем электролиза, или искусственный метанол (но при этом электричество, требуемое для их производства, должно вырабатываться из ВИЭ).

В принципе, все эти технологии, за исключением производства метанола и водорода, уже испытаны в Беларуси. Так, в Академии наук занимаются созданием высокоэффективных накопителей электрической энергии. Кроме того, проводятся научные исследования по использованию энергии солнца, древесной и растительной биомассы. Также исследуются возможности использования отходов сельского хозяйства для производства биогаза и использования этих отходов для последующей переработки в биометан для дальнейшего локального использования или для подачи в газораспределительные сети страны.

Если заглянуть в национальный кадастр источников ВИЭ, то можно увидеть, что в нашей стране есть 65 ГЭС и мини-ГЭС, отмечает Павел. Суммарная мощность всех солнечных электростанций (СЭС) составляет около 300 МВТ — по подсчетам собеседника, это примерно 6 квадратных километров. Установленная мощность генерирующих энергоисточников Беларуси составляет чуть более 10 тысяч МВт, то есть на долю СЭС по установленной мощности приходится примерно 3%. При этом более важный показатель — это выработка электроэнергии: на солнечных электростанциях энергии вырабатывается чуть больше чем 1% от всей вырабатываемой электроэнергии.

Также в национальном кадастре говорится про 108 ветряных электростанций мощностью в 200 МВТ, но Павел Горбунов утверждает, что на деле их несколько больше.

Одним из важнейших документов, который определил развитие возобновляемой энергетики, стал закон «О возобновляемых источниках энергии». Также в нашей стране есть такие документы, как «Концепция энергетической безопасности Республики Беларусь» и «Национальная стратегия устойчивого развития Беларуси до 2035 года», в которых говорится, что к 2035 году следует увеличить долю ВИЭ до 9%.

Какова доля ВИЭ в энергетике Беларуси?

Как подчеркивает собеседник, здесь стоит различать, говорим ли мы про долю ВИЭ по всем топливным ресурсов (общий баланс энергоресурсов) или же в одном, определенном секторе, допустим, в электроэнергии.

По официальной статистике, отношение производства (добычи) первичной энергии из возобновляемых источников энергии к объему валового потребления топливно-энергетических ресурсов за 2018 год составило 6%. По подсчетам Павла Горбунова, сейчас по всем секторам в Беларуси 6,2% ресурсов относятся к ВИЭ. Если конкретизировать, то на теплоснабжение согласно расчетам, приведенным в исследовании «Энергетическая [р]еволюция», уходит около 65% всех энергоресурсов, а доля ВИЭ в этом секторе — чуть менее 10%.

Сектор производства электроэнергии потребляет 15% всех энергоресурсов. Доля ВИЭ — менее 2% (1,3% по официальной статистике). Транспортный сектор потребляет всего 20% всех энергоресурсов, возобновляемой энергии здесь менее 0,5%.

А как в других странах?

Фото: Анжелика Василевская, TUT.BY
Фото: Анжелика Василевская, TUT.BY

Чтобы понять, много это или мало, можно посмотреть на опыт соседей. Допустим, в той же Украине по всем трем секторам доля ВИЭ — 7% (по данным Андрея Конеченкова, вице-президента Всемирной ветроэнергетической ассоциации, главы комитета по ветроэнергетике стран СНГ). В планах у этой страны — достичь 11% ВИЭ в общем балансе энергоресурсов в 2020-м. Но при этом в украинском секторе производства электроэнергии 8,9% в 2018 году было отдано возобновляемым источникам, и мощность продолжает расти. Сейчас государство подсчитывает показатели по 2019 году, и, по предварительным данным, доля может возрасти до 18%.

У Германии по всем секторам цель на этот год — 18% ВИЭ. И страна недавно объявила, что за первые полгода в секторе электроэнергетики 55,8% всей электроэнергии было получено из возобновляемых источников, в основном — из энергии ветра (30,6%).

В Швеции, равной нам по населению, 54% всей энергии в общем балансе — из возобновляемых источников, и страна планирует прийти к 100% к 2040 году. Около 40% электроэнергии в Швеции обеспечивают АЭС; 45% — за счет гидроэнергетики (как говорится на сайте Шведского энергетического агентства Energimyndigheten, это делает гидроэнергетику единственным крупнейшим источником возобновляемой электроэнергии в стране).

В соседней Норвегии 99% электроэнергии — за счет ВИЭ (грубо говоря, им повезло иметь много горных рек). Атомных электростанций здесь не было — за исключением исследовательских реакторов, которые используются в научных целях. Целью страны является 67,5% валового конечного потребления энергии из возобновляемых источников к 2020 году.

Напомним, что в 2019 году директор департамента по ядерной энергетике Министерства энергетики Беларуси Василий Полюхович сказал, что в Беларуси 40% электроэнергии будет вырабатывать АЭС, менее 60% будет газ, а дальше «постепенно будут развиваться возобновляемые источники энергии» — чтобы не опираться на один вид топлива. По оценке белорусских ученых, запуск АЭС поможет снизить выбросы парниковых газов в атмосферу на 7−10 млн т ежегодно.

Какие виды ВИЭ наиболее эффективны с точки зрения энергетики?

Здесь стоит прояснить, что такое энергоэффективность или эффективное использование энергетических ресурсов. Допустим, КПД солнечных панелей 11−18%. Проще говоря, если на панель попадают условные 100 Вт солнечной энергии, лишь 11−18 Вт из них преобразуются в электричество.

По словам Павла, скептики ранее говорили: это же очень мало. «На самом деле, этот КПД сам по себе мало что значит, ведь территории и площадей у нас хватает», — добавляет он.

Есть еще один важный показатель: коэффициент использования установленной мощности (КИУМ). В среднем для Беларуси КИУМ для ветряных станций составляет 17% — это означает, большую часть времени они либо не полностью загружены, либо бездействуют. Тем не менее, сейчас такие источники активно используют многие страны.

Что тогда является важным?

Как отмечает Павел Горбунов, сейчас энергетики обращают внимание не на энергоэффективность, а на себестоимость — сколько стоит 1 киловатт•час на солнечной, ветряной или атомной станции.

— Нужно считать себестоимость по всему жизненному циклу, неважно, будь то атомная станция или ветровая — от момента производства до момента утилизации, — поясняет собеседник. — Допустим, Литва сейчас утилизирует свою Игналинскую АЭС за 3,5 миллиарда долларов (по сообщению пресс-службы ИАЭС, стоимость демонтажа Игналинской АЭС составляет чуть больше 3,3 миллиарда евро — прим.TUT.BY). Подобные расходы на будущую утилизацию Островецкой АЭС нам также необходимо учесть при расчете себестоимости электроэнергии.

В 2018 году в белорусской сети электроэнергия стоила в районе 6−7 центов, в 2019 году — в среднем чуть более 4 центов, и тогда же Беларусь продавала электроэнергию в Украину по 5,3 цента.

Себестоимость источников ВИЭ зависит от региона установки и очень сильно разнится. Вот, например, какие данные приводят агентства Lazard: солнечная энергия стоит от 6−7 центов за 1 кВт*ч (в зависимости от типа и размера станции), а ветряная — от 2 до 5 центов за 1 кВт*ч (например, себестоимость электроэнергии у ветряка в Грабниках — менее 4 центов за 1 кВт*ч). Газовая энергия у нас обходится в 4−7 центов за 1 кВт*ч; атомная — 11−19 центов в среднем по миру.

Белорусское правительство пока не назвало цифры по себестоимости атомной энергии из нашей АЭС, но в исследовании «Обзор сектора электро- и теплоэнергетики в Республике Беларусь», подготовленном Белорусским теплоэнергетическим институтом, названа сумма в 10,2 цента, то есть дороже той, которая сейчас у нас вырабатывается из природного газа, и дороже той, которую можно выработать на ветроэлектростанциях.

Кроме того, добавляет собеседник, следует сравнить, как себестоимость энергии менялась по годам.

— Себестоимость ветряной энергии снизилась за 10 лет в 3,5 раза; солнечной — в 8 раз за 10 лет. Стоимость газовой упала на 35%, а атомной — увеличилась на 17%, в основном за счет ужесточения стандартов качества, начиная от обращения с отходами и заканчивая антитеррористическими защитами. То есть уже сейчас во многих регионах мира самая дешевая энергия — ветряная и солнечная. В дальнейшем стоимость всех видов ВИЭ будет уменьшаться, вопрос только на сколько. Но если в Беларуси в 2035 году ветряная энергия будет стоить условные 4 цента, а атомная — 13,4 цента (что вполне возможно по одному из пессимистических прогнозов белорусских энергетиков), то это будет серьезная разница.

— Экологи, кстати, не целиком согласны с энергетиками, — продолжает Павел. — Они говорят о том, что каждый источник электроэнергии имеет и свои экологические издержки, и экологические риски. Их нужно правильно рассчитывать и также закладывать в себестоимость. Например, ГЭС меняет режим работы рек — это надо оценивать. А у АЭС есть выбросы радионуклидов в процессе штатной работы, что также крайне сложно, но необходимо денежно оценивать. Есть и риски аварии, которые следует учитывать.

Перед строительством любого объекта такие экологические оценки более-менее проводятся. Но они должны быть расширены. Это не просто оценка ущерба. Это и постановка важного вопроса: а сколько мы готовы переплатить, чтобы не получить этот риск или это загрязнение. Может, мы готовы переплатить несколько миллионов долларов и поставить ветроэлектростанцию, чем перегородить реку и поставить ГЭС, даже если это и дороже? Это важный вопрос.

Хорошо, а какие виды тогда наиболее перспективны?

Полоцкая ГЭС в 2017 году. Фото: Игорь Матвеев
Полоцкая ГЭС в 2017 году. Фото: Игорь Матвеев

Чтобы ответить на этот вопрос, следует провести оценку объемов. Допустим, большой ли у нас объем гидроэнергетики? На самом деле нет, отвечает Павел.

— Сейчас общая установленная мощность ГЭС и мини-ГЭС в Беларуси составляет 200 МВт. Мы можем построить еще на 200, и это будет уже предел. Напомню, что общая мощность энергосети страны — чуть более 10 тысяч МВт, — говорит он. — Биогазовые станции привязаны к источникам — их не может быть много. Так, сейчас в стране порядка 30 биогазовых комплексов (согласно национальному кадастру источников ВИЭ).

По использованию биомассы тоже есть свои ограничения, а рекуператоры, которые фактически можно поставить в каждую квартиру и каждый дом, невыгодно использовать, пока есть дешевая электроэнергия.

Думаю, за тепловыми насосами большое будущее: сегодня они пока что дорогие, но если такие насосы стоят в Германии (а именно 80% новых немецких домов оборудованы ими), то могут стоять и у нас.

Тот, кто занимается энергетическим планированием, должен понимать, что мир сейчас динамично меняется и каких-то жестких цифр нет, но много конкурентных технологий, и следует свои убеждения пересматривать.

Резервы по ветровой и солнечной энергетике даже для Беларуси безграничны. В принципе, мы можем закрыть все текущее потребление электроэнергии ветряками и солнечными панелями: мы когда-то подсчитали, что нам потребуется около 7000 мегаваттных ветряков и 300 км2 солнечных панелей. Но понятно, что будет наблюдаться дисбаланс, так как у нас не дует все время ветер, а солнце не светит круглые сутки, и эти ВИЭ надо с чем-то это комбинировать.

Поэтому я считаю, что в Беларуси будут перспективны те ВИЭ, у которых будет ниже себестоимость (порядка 5−7 центов за кВт*ч) и будут минимальные экологические издержки. То есть это ветровая, солнечная, биогазовая энергетика, биомасса и тепловые насосы.

Источник https://42.tut.by/693130

И

И
Читать полностью:  https://42.tut.by/693130


Количество просмотров: Счетчик посещений Counter.CO.KZ - бесплатный счетчик на любой вкус!


Вернуться в раздел Новости

Выбор языка


Контакты

Мышковская Антонина Петровна,

учитель физики

fizika.guo.by@yandex.by

Интернет-ресурсы