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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Energia rinnovabile: tendenze progressiste o PR aggressive? Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative Il potenziale delle energie rinnovabili è enorme. Quindi, solo il Sole invia quotidianamente alla Terra 20 volte più energia di quella utilizzata dall'intera popolazione del globo in un anno. L'uomo ha imparato da tempo come estrarre questa energia e il progresso tecnologico consente l'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili in modo sempre più efficiente.
Il quotidiano tutto russo "Energetika" (n. 5 marzo 2011) ha pubblicato un articolo di A. Perov, il cui titolo è stato inserito nel titolo. Il pregiudizio nella presentazione delle informazioni e la semplice manipolazione dei fatti danno motivo di pensare alla natura propagandistica di questo materiale. La stessa formulazione della domanda è sorprendente: le energie rinnovabili sono il destino del Medioevo. L'articolo presenta alcuni fatti e trae alcune conclusioni, con le quali io, in quanto esperto nel campo delle energie rinnovabili, mi permetto di non essere d'accordo. E offrirò ai lettori un punto di vista diverso. L'articolo di A. Perov contiene diverse tesi principali:
Ora per ogni tesi separatamente. L'energia verde è costosa per i consumatori Quando si pensa al costo dell'energia verde per i consumatori, è necessario rispondere a due domande. Innanzitutto, qual è il costo dell'elettricità nel nostro paese che non ha un settore delle energie rinnovabili? In secondo luogo, qual è il costo della generazione di elettricità da fonti energetiche rinnovabili utilizzando le moderne tecnologie? È noto che negli ultimi 10 anni l'elettricità in Russia è aumentata di tre o più volte. Secondo le previsioni degli esperti, entro il 2014 il prezzo dell'elettricità aumenterà di 2 volte. A seguito del passaggio al "controllo manuale" del settore, la situazione è diventata semplicemente assurda: i prezzi dell'elettricità in Russia, che dispone di risorse energetiche in eccesso, non solo sono diventati più costosi che nella maggior parte dei paesi con risorse energetiche, ma si sono anche avvicinati il livello dei paesi che registrano una grave carenza di materie prime energetiche. Lo ha affermato il presidente Dmitry Medvedev in una riunione del Presidium del Consiglio di Stato e ha citato come esempio la regione di Kursk, dove le imprese che operano a basso voltaggio hanno pagato nel gennaio 2011 circa 6 rubli per 1 kWh. "Anche in Italia, che è il paese più problematico dell'Europa occidentale in termini di elettricità, questo livello è di 11-11,5 centesimi di euro", ha detto. Ancora oggi, le tariffe elettriche russe sono paragonabili o superiori a quelle di Stati Uniti, Francia e Regno Unito. L'opinione diffusa che lo sviluppo delle energie rinnovabili in Russia non sia redditizio a causa delle basse tariffe energetiche non è vera. Da un lato, le tecnologie energetiche verdi hanno fatto un passo avanti negli ultimi 10 anni. Pertanto, il costo specifico degli impianti eolici è sceso da $ 5000 a $ 1000 per 1 kW, e il costo "netto" della produzione di elettricità (senza la componente di investimento) è già al livello di 30-40 copechi per kWh. I progetti per la costruzione di piccole centrali idroelettriche con un periodo di ammortamento di circa 10 anni forniscono elettricità a un costo di 1,5-2 rubli per kWh e stazioni geotermiche - 3-3,5 rubli per kWh. I moduli fotovoltaici sono ancora piuttosto costosi: ma è questa direzione dell'energia rinnovabile che è considerata la più promettente. Il finanziamento di progetti di ricerca e sviluppo in questo settore supera i 10 miliardi di dollari all'anno. Gli esperti prevedono che nei prossimi 3-4 anni l'efficienza dei convertitori fotovoltaici sarà pari a quella di altre tecnologie per la generazione di elettricità. D'altra parte, l'inasprimento dei requisiti ambientali e l'aumento del costo delle risorse energetiche hanno portato a un aumento significativo del costo di costruzione degli impianti di generazione tradizionali. Il costo di costruzione di centrali termoelettriche tradizionali negli ultimi cinque anni è aumentato da 1000-1200 dollari per 1 kW a 2500-3000 dollari per 10 kW. Il collegamento alla rete FER comporta una riduzione del costo dell'energia elettrica. Ad esempio, in Spagna nel 2009, il costo dell'elettricità al momento della massima produzione eolica e idroelettrica era di 17 centesimi di euro per kWh. A titolo di confronto, il prezzo medio annuo dell'elettricità in Spagna all'epoca oscillava tra i 37 ei 42 centesimi di euro per kWh. La connessione alla rete dell'unità NPP è paragonabile al costo dell'unità stessa a causa di requisiti speciali per lo schema di distribuzione dell'energia ridondante. I tragici eventi di Fukushima-1 in Giappone porteranno inequivocabilmente a requisiti più severi per la sicurezza delle centrali nucleari, e quindi a un aumento del costo totale di costruzione e funzionamento. C'è un altro fatto che l'autore dell'articolo non menziona, ma che è ben noto agli esperti del settore dei combustibili e dell'energia: si tratta del sostegno statale all'energia tradizionale. Secondo le stime dell'Agenzia Internazionale dell'Energia, l'ammontare totale delle misure per sostenere e stimolare il settore energetico in Russia è attualmente di circa 40 miliardi di dollari. La società di investimento Troika Dialog stima l'entità del finanziamento incrociato per OAO Gazprom a circa 70 miliardi di dollari. rubli (1 miliardi di dollari a prezzi 40). La controversia sull'efficacia delle FER sorge a causa dei diversi metodi di valutazione dei singoli progetti e dei programmi integrati per lo sviluppo delle energie rinnovabili, utilizzati nei paesi sviluppati e in Russia. Nel nostro Paese si utilizzano valutazioni dei risultati economici a breve termine dei singoli progetti, dimenticando le conseguenze sulla sicurezza e sull'ambiente delle attività degli idrocarburi e dell'energia nucleare. Questo tipo di analisi non tiene conto dei rischi futuri associati ai prezzi del carburante, ai futuri costi ambientali e sanitari. Nella storia moderna dell'industria russa non è ancora apparsa un'analisi obiettiva delle prospettive di sviluppo tecnologico delle industrie legate alla produzione di apparecchiature per fonti energetiche rinnovabili. Conclusione: l'elettricità "verde" non è costosa per i consumatori. Sicuramente non più costoso dell'elettricità nucleare oa carbone. Le tecnologie stanno sviluppando e rendendo l'energia rinnovabile più efficiente ed economica, mentre le centrali a carbone e nucleari stanno diventando sempre più costose a causa dell'inasprimento dei requisiti ambientali e di sicurezza. L'energia "verde" non sostituirà le fonti energetiche tradizionali Di per sé, l'opposizione diretta di energia rinnovabile e tradizionale, utilizzata dall'autore dell'articolo A. Perov, non è corretta. Naturalmente, l'attuale livello di sviluppo tecnologico, la pratica consolidata di ottenere energia, la disponibilità di idrocarburi in volumi sufficienti sono ancora limiti per l'introduzione di massa di energia rinnovabile. Ma la pratica dell'uso di massa delle energie rinnovabili in Europa, USA e Cina esiste da più di 20 anni ei giacimenti di idrocarburi, soprattutto quelli a basso costo, stanno diminuendo. Pertanto, la tendenza oggettiva nel settore energetico è lo sviluppo di nuove tecnologie per la generazione di energia, comprese le fonti energetiche rinnovabili. Secondo esperti internazionali, le FER possono già sostituire i combustibili fossili in quattro aree: generazione di elettricità, cottura e riscaldamento degli ambienti, produzione di carburanti per motori, fornitura di energia autonoma ai consumatori remoti e nelle zone rurali. Il punto debole delle FER è il maggior investimento di capitale specifico rispetto ai tradizionali CCGT e GTP. Ciò è dovuto all'elevata intensità di capitale degli impianti, alla necessità di creare grandi aree di centrali che "intercettino" il flusso di energia utilizzata (le superfici riceventi degli impianti solari, l'area di una ruota eolica, dighe estese di maree centrali elettriche, ecc.), costi aggiuntivi per la conversione e l'accumulo di energia. Gli svantaggi delle FER allo stato attuale dello sviluppo tecnologico dovrebbero includere anche le difficoltà associate all'impossibilità di abbinare costantemente la produzione di elettricità al suo consumo (programma di carico) o di integrare le centrali elettriche a FER in una rete elettrica comune. Questi problemi vengono risolti con l'aiuto di moderni convertitori di frequenza e dispositivi di accumulo di energia. Per evitare variazioni dei parametri del sistema energetico integrato (frequenza in primis), la quota di impianti non regolati (eolico e solare) non dovrebbe superare, secondo gli esperti in materia di dispacciamento elettrico, il 10-15% del la capacità totale. Anche se in Danimarca la quota di FER nel bilancio elettrico totale in alcuni mesi arriva fino al 50%, e in un giorno, soprattutto di notte, raggiunge il 100%. In Spagna, queste cifre sono rispettivamente del 30% e del 50%. Il contributo delle FER al bilancio energetico globale è ancora modesto, circa il 20% del consumo finale di energia. Allo stesso tempo, la quota di biomassa e energia idroelettrica utilizzata con metodi tradizionali rappresenta la maggior parte - circa il 17%, la quota di FER non tradizionali - circa il 3%. Ma è alle fonti energetiche rinnovabili non tradizionali che si associa il futuro dell'energia. Lo sviluppo su larga scala delle fonti energetiche rinnovabili e delle tecnologie di stoccaggio dell'energia comporterà una diminuzione della quota di energia centralizzata su larga scala. Per la società, ciò significherà autonomia e indipendenza dalle grandi compagnie energetiche, oltre ad aumentare l'affidabilità dell'approvvigionamento elettrico. Lo sviluppo accelerato delle FER nel settore dell'energia elettrica richiederà una revisione del concetto di "carico di base" con una transizione al concetto di "carico distribuito". Tecnologicamente è possibile il rifiuto del "carico di base". Ciò comporterà un significativo decentramento dei fornitori di elettricità. Entro il 2030 è previsto un conflitto tra la generazione di base (centrali nucleari, carbone) nei paesi sviluppati, dove l'energia rinnovabile si sta attivamente sviluppando. Ma i precursori di questo conflitto sono già stati osservati. E l'articolo di A. Petrov lo conferma. La conclusione generale è ovvia. Il progresso scientifico e tecnologico, l'emergere di nuove tecnologie e materiali aumentano costantemente la competitività delle fonti energetiche rinnovabili, che stanno già sostituendo in misura significativa le fonti energetiche tradizionali. L'opinione pubblica si sta “spostando” verso “l'energia distribuita”, dove il posto principale sarà occupato dalle FER. L'energia "verde" non è perfetta dal punto di vista ambientale Avendo formulato questa tesi, l'autore dell'articolo A. Perov utilizza la manipolazione diretta delle informazioni. Fornendo un esempio del possibile danno del carburante "verde" - l'etanolo e del cambiamento nella natura dell'uso del suolo quando si coltivano materie prime per esso, l'autore mette in discussione "l'integrità ambientale" delle fonti energetiche rinnovabili. A queste argomentazioni si possono aggiungere il problema dell'allagamento di vaste aree e la necessità di ricollocare grandi masse di popolazione durante la costruzione di grandi centrali idroelettriche, il problema del riciclaggio delle pale eoliche, ecc. Ma tutti questi problemi, rispetto alle conseguenze ambientali dell'inquinamento ambientale da parte delle centrali nucleari ea carbone, sembrano difficoltà tecniche. La domanda di energia "verde" e di energia "a basse emissioni di carbonio" è apparsa e persiste non perché, come ritiene l'autore, le associazioni internazionali volessero sviluppare nuove industrie, ma come risposta pubblica all'inquinamento ambientale globale e al monopolio delle compagnie energetiche. C'è un altro argomento importante per il vantaggio globale dell'energia rinnovabile rispetto all'energia del combustibile: si tratta dell'efficienza energetica. Il fatto è che l'energia generata da un impianto elettrico che utilizza fonti di energia rinnovabile durante l'intera vita utile è 5-10 volte superiore all'energia spesa per la creazione e il funzionamento di questo impianto, tenendo conto di attrezzature e materiali, trasporto e costruzione e lavori di installazione. Pertanto, la graduale transizione verso l'energia rinnovabile significa allo stesso tempo il passaggio dell'umanità a un nuovo livello di efficienza energetica. Prospettive per l'energia "verde" in Russia Quanto ci costa l'energia "economica" sulla base di risorse energetiche "economiche", l'ho già detto nella prima parte dell'articolo. La Russia dispone di enormi risorse per l'intera gamma di fonti energetiche rinnovabili. Il rapporto sui risultati del progetto TACIS "Prospettive per lo sviluppo delle FER in Russia" fornisce stime del potenziale lordo, tecnico e produttivo di alcuni tipi di FER. Pertanto, il potenziale solare di produzione per la generazione di energia termica è stimato in 1,4-1,7 milioni di tce. all'anno, il che è sufficiente per fornire acqua calda di qualità accettabile a 12-14 milioni di persone a un prezzo inferiore a 2000 rubli per 1 Gcal. Il potenziale eolico di produzione per la produzione di elettricità è stimato in 36 milioni di tce. all'anno o 120 miliardi di kWh al prezzo di circa 2-2,5 rubli per kWh. Valutazione generale del potenziale di produzione di energia solare, eolica, idroelettrica e geotermica, nonché energia da biomasse, acque reflue, ecc. supera i 250 milioni di tec ogni anno, o circa il 30% di tutte le risorse energetiche primarie consumate in Russia all'anno. Va notato che alla fine del XX secolo sono stati effettuati calcoli dettagliati del potenziale delle FER non tradizionali in Russia. Ad oggi, sembrano essere aumentati in linea con la crescente efficienza delle tecnologie di energia rinnovabile. Nonostante la disponibilità di fonti energetiche tradizionali, la Russia è interessata all'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili non tradizionali. Quest'ultimo può avere diverse aree di applicazione. In primo luogo, è l'approvvigionamento energetico del nord e di altre aree remote e difficili da raggiungere non collegate alla rete pubblica, dove vivono più di 10 milioni di persone. In generale, la "consegna del nord" è stimata in 7 milioni di tonnellate di prodotti petroliferi e 23 milioni di tonnellate di carbone. Allo stesso tempo, il carburante viene fornito tramite acqua, strada e persino trasporto aereo. Tale fornitura di carburante costa al paese 500 miliardi di rubli all'anno. Il costo della produzione di elettricità in tali regioni supera i 10 o addirittura i 50 rubli per kWh e la produzione di calore costa 3000 rubli per 1 Gcal, il che rende commercialmente attraente l'uso delle tecnologie di energia rinnovabile. L'aumento delle capacità di generazione nelle regioni carenti di energia è un'altra area per il possibile utilizzo di fonti energetiche rinnovabili non tradizionali in Russia. Più di 15 milioni di russi vivono in luoghi in cui l'alimentazione centralizzata è inaffidabile e i consumatori sono regolarmente disconnessi dalla rete. Le chiusure di emergenza interrompono la vita delle città e delle aree rurali, causando enormi danni alla produzione industriale e agricola. L'uso di FER locali non tradizionali, principalmente energia eolica, piccole centrali idroelettriche e biomasse, eviterebbe tali perdite e allo stesso tempo ridurrebbe il fabbisogno di combustibile importato. Anche la fornitura decentralizzata di elettricità e calore alle aree rurali, inclusi insediamenti remoti e isolati, fattorie familiari, singole case di campagna, è un'area promettente per l'uso di FER non tradizionali. Inoltre, questo è spesso l'unico modo per fornirli. I potenziali consumatori di RES non tradizionali possono includere anche le industrie della silvicoltura e della pesca, le stazioni meteorologiche, di comunicazione, archeologiche e geologiche, i radar, i fari, le piattaforme petrolifere e del gas offshore. Il cambiamento climatico è direttamente correlato alle conseguenze della combustione di idrocarburi e, di conseguenza, al rilascio di anidride carbonica e altri gas serra. In Russia, circa l'85% delle emissioni di gas serra di origine antropica proviene dal settore energetico, inclusi energia, trasporti, industria e servizi di pubblica utilità. Il miglioramento della situazione ambientale nei resort e negli altri luoghi di svago pubblico, nonché nelle città con una situazione ambientale difficile, può essere ottenuto attraverso l'introduzione diffusa di fonti energetiche rinnovabili non tradizionali (collettori solari, biogeneratori, pompe di calore, turbine eoliche , eccetera.). Il motivo principale per lo sviluppo delle FER in Russia dovrebbe essere quello di garantire la diversificazione del bilancio dei combustibili e dell'energia delle entità costitutive della Federazione Russa e del paese. Tale diversificazione dovrebbe diventare un elemento del concetto di sicurezza energetica a lungo termine. La Russia ha tutte le opportunità per creare un bilancio energetico e di combustibili diversificato in modo ottimale, in cui quote uguali ricadranno sulla produzione di gas termico e carbone, centrali nucleari e fonti di energia rinnovabile. È necessario parlare dell'aspetto internazionale dello sviluppo delle RES. La Russia mantiene lo status di potenza energetica mondiale. Come ha dimostrato l'esperienza di cooperazione all'interno del G2000, la soluzione dei problemi energetici globali ed europei non è concepibile senza lo sviluppo delle energie rinnovabili. Nel settembre 189, 8 paesi membri delle Nazioni Unite hanno adottato la Dichiarazione del Millennio, che stabilisce 7 obiettivi, XNUMX dei quali sono legati all'uso delle energie rinnovabili. Oggi è ovvio che in Russia non c'è produzione di apparecchiature per l'energia rinnovabile. Tuttavia, gli arretrati produttivi, tecnici e tecnologici sono stati preservati. Attualmente, i progetti tecnici di aziende come Nitol e Hevel (energia solare), Rostekhnologiya e New Wind (energia eolica), Istituto per le alte temperature (energia geotermica) sono attivamente promossi nel mercato delle FER in Russia, A-Energy (bioenergia) , eccetera. Credo che l'esperienza dei partner stranieri sarà molto richiesta. Va notato che le tecnologie delle energie rinnovabili implementano gli ultimi risultati di molte aree e tecnologie scientifiche: meteorologia, aerodinamica, industria dell'energia elettrica, ingegneria dell'energia termica, costruzione di generatori e turbine, microelettronica, elettronica di potenza, nanotecnologia, scienza dei materiali, ecc. A sua volta, lo sviluppo di tecnologie ad alta intensità scientifica ha un significativo effetto sociale e macroeconomico sotto forma di creazione di posti di lavoro aggiuntivi mantenendo ed espandendo l'infrastruttura scientifica, industriale e operativa del settore energetico, nonché creando la possibilità di esportare scienza- attrezzature intensive. Quindi, ad esempio, 1 posto di lavoro nell'energia eolica stessa è accompagnato dalla creazione di 4-5 posti di lavoro nell'indotto. In Russia, l'aspetto sociale è di particolare rilevanza, perché. la costruzione di una centrale elettrica in aree remote fornisce una base per lo sviluppo dell'industria locale e la costruzione di caldaie locali basate su FER fornisce ulteriori garanzie per l'affidabilità della fornitura di calore in inverno. Nonostante tutto, la situazione in Russia sta cambiando. I prezzi del carburante e dell'energia sono in aumento, i requisiti ambientali e gli standard di sicurezza sono inaspriti. Nel novembre 2009, il governo della Federazione Russa ha adottato una nuova strategia energetica della Russia per il periodo fino al 2030, in cui viene prestata notevole attenzione alle prospettive di sviluppo dell'energia alternativa. Secondo questo documento, entro il 2030 la quota di FER non tradizionali nel bilancio energetico domestico dovrebbe essere almeno del 10%, ovvero circa 100 miliardi di kWh. L'autore dell'articolo A. Perov pone una domanda retorica "qual è, infatti, il guadagno dei consumatori russi di risorse energetiche, che saranno costretti a pagare di tasca propria per aderire alle" tendenze progressiste "? L'ironia di l'autore non è chiaro se si guarda all'ultima esperienza nel settore automobilistico, dove gli sforzi dello stato portano al fatto che l'industria automobilistica russa adotta le tecnologie occidentali e gli abitanti del paese hanno l'opportunità di guidare in modo più economico, più sicuro e auto più economiche. Da qui la conclusione. La Russia deve sviluppare RES. O sotto forma di progetti attuati da aziende statali, o sotto forma di progetti dimostrativi attuati secondo i principi del partenariato pubblico-privato, o attraverso l'adozione di normative pertinenti per l'introduzione di massa di energia rinnovabile. L'energia rinnovabile è nuove tecnologie e vera modernizzazione del complesso scientifico e dell'industria in senso lato, è la diversificazione del bilancio energetico e dei combustibili e la sicurezza energetica delle singole regioni e del paese nel suo insieme, è la conservazione degli idrocarburi per le generazioni future che ne troveranno un uso più razionale, è l'ecologia delle nostre città e la salute nostra e dei nostri figli, questa è una nuova qualità della nostra vita. conclusione L'industria energetica globale è a un bivio. L'economia richiede sempre più energia ei combustibili fossili su cui si basa l'energia tradizionale non sono illimitati. L'aumento del costo dei combustibili fossili è aggravato dal fatto che l'uso di idrocarburi, che ha raggiunto proporzioni enormi, provoca danni significativi all'ambiente, che si ripercuotono sulla qualità della vita della popolazione. Le FER sono un mercato in enorme crescita con un fatturato annuo di oltre 50 miliardi di euro con un potente effetto moltiplicatore nell'istruzione, nella scienza e nell'industria. Il mondo si sta espandendo e accelerando il processo di transizione verso una nuova piattaforma tecnologica per l'energia globale, in cui le energie rinnovabili occuperanno un posto significativo con una quota del 30-35% e tutte le tecnologie carbon free rappresenteranno oltre il 60% . La Russia deve stabilire un nuovo compito: l'ottimizzazione del bilancio energetico e del carburante delle regioni con un miglioramento simultaneo della qualità della vita della popolazione. Questo problema viene risolto con l'aiuto dell'uso diffuso di fonti energetiche rinnovabili e combustibili locali. Nelle tecnologie applicate, la Russia è indietro di 10-20 anni rispetto ai paesi sviluppati. Ma con un uso ragionevole delle risorse dello Stato e delle imprese, è possibile padroneggiare le tecnologie occidentali esistenti, sostenere i nostri sviluppi delle ultime tecnologie e anche finanziare la ricerca in aree promettenti dell'energia del futuro. È giunto il momento per la Russia di sviluppare l'energia rinnovabile. Esistono tutti i presupposti per questo ed è necessaria una spinta: l'adozione di un quadro legislativo. Altrimenti, il "Medioevo" per la Russia arriverà molto presto sotto forma di bassa efficienza dei sistemi di supporto vitale, disprezzo per i problemi ambientali e una qualità di vita incomparabilmente bassa per le persone. Autore: Andrey Kulakov, capo del dipartimento industriale "Energie rinnovabili e sistemi di approvvigionamento energetico alternativo" dell'organizzazione pubblica tutta russa "Business Russia"; Pubblicazione: AEnergy.ru.
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