Развитие нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии (НВИЭ)

температуры

за лет

Доля ветровой и солнечной энергии в производстве электроэнергии

%

%

Выбросы СО2 от сжигания топлива в странах БРИКС, Мт

10

Россия обладает огромным потенциалом ресурсов ВИЭ.

1

и политика

Отрасль ВИЭ РФ имеет существенный инвестиционный потенциал до 2035 г.

2

одно рабочее место в секторе ВИЭ создается 0,3–1,7 рабочих мест в смежных отраслях

Рабочие места в секторе ВИЭ

3

цифровизации энергетики.

4

потребитель является и источником, образуя «двухстороннее питание»
Снижение эффективности дистанционных защит
Применение ВИЭ негативно влияет на работу системной противоаварийной автоматики.

Годограф сопротивлений при
срабатывании АЛАР в сети без ВЭС

Годограф сопротивлений при отсутствии срабатывания АЛАР в сети с ВЭС

Наибольшее влияние проявляется на работе АЛАР

Отсутствие вращательных элементов
быстрый выход из синхронизма и последующее отключение от общей сети

СТАТИЧНЫЙ

Традиционный вращательный механизм

Технологические риски ВИЭ

Одной из главных является проблема параллельной работы ВИЭ с централизованной системой

8

управленческих
операций

Изменение политики, связанное с резким и внезапным изменением в стратегии
развития ВИЭ
Внесение поправок в нормативно-правовые акты, регулирующие механизм развития
Присутствие нефтяного лобби в высшем законодательном органе

Экономические

Изменение курса валют
Ценовой разрыв между ВИЭ и традиционными источниками энергии

Длительные сроки окупаемости энергообъектов ВИЭ

Риски ВИЭ

9

либо делает ее эксплуатацию запредельно дорогой для потребителя.
В южной Австралии солнечная и ветровая энергия составляет в энергобалансе 50%. Это привело к уничтожению угольной энергетики, к зависимости от работы магистральных интерконнекторов, соединяющих его с энергосистемой ближайшего штата Виктория.
В 2017 году Латвия вместе с Эстонией и Литвой приняли решение о выходе из энергетического кольца БРЭЛЛ до 2025 года и присоединении к энергосистеме Евросоюза. Это при-вело к дефициту энергии.

в российской энергетике останется неизменной или снизится (за счет внедрения традиционных источников энергии). В базовом сценарии к 2035 году доля НВИЭ в Российской энергетике достигнет 15-20%. За счет НВИЭ будет осуществляться питание дефицитных энергорайонов, а также возобновляемая электроэнергия будет экспортироваться. В инновационном сценарии НВИЭ не только будут покрывать растущий спрос на электроэнергию, но и замещать собой объекты традиционной энергетики, которые выработали свой срок службы.

своевременного внедрения корректив в НПА.

Политика направлена на поддержание дальнейшего развития технологической базы, стимулирование развития технологий утилизации отработавшего оборудования. Обеспечение безопасной среды для инвестирования.

Внедрение нового федерального закона «О возобновляемых источниках энергии», в котором должны быть учтены дополнительные стимулы для развития альтернативной энергетики: налоговые льготы для потребителей, гарантия налоговой стабильности, возможность продажи ЭЭ в больших объемах частными лицами (постройка собственных ЭС), организация производства оборудования, вопросы ценообразования и проведения научно-технических работ, а также неизменность тарифа.

Уровень прилагаемых усилий

(НВИЭ)

электростанцию мощностью 300 МВт/ч, и накопительную станцию на 129 МВт/ч.
Крупнейшая в России (Республика Башкортостан) солнечная электростанция с накопителем энергии - Бурзянская СЭС суммарной мощностью 10 МВт оснащена системой накопления электро-энергии общей ёмкостью 8 МВт*ч.

1

водород, а водород в энергию. Для поддержания электролиза в ней используются солнечные батареи, а излишки энергии накапливаются в аккумуляторах и обеспечивают работу системы в отсутствие солнечного света.
В Фукусиме — префектура Японии было завершено строительство крупнейшего в мире завода по производству водорода, использующего возобновляемые источники энергии. Предприятие будет потреблять энергию от солнечной электростанции общей мощностью до 20 МВТ.

2

Для производства этого вида топлива используется существенная часть коммунальных отходов. В ближайшие два года объем переработки мусора на заводах компании должен достичь 1,3 млн., что составит 20% всего накапливаемого столицей мусора.
В конце марта 2017 года Израиль запустил свой собственный завод RDF в парке вторичной переработки Хирия; который ежедневно будет принимать около 1500 тонн бытовых отходов.

3

располагается в городе Калуннборг (область Зеландия, Дания). Завод перерабатывает отходы от производства энзимов биотехнологической компанией Novozymes и производства инсулина фармакологической компанией Novo Nordisk.
В Швандорфе (Германия, Бавария) действует крупнейшая установка по вы-пуску биогаза в Европе, которая ежегодно вырабатывает около 16 млн. м3 экологически чистого энергоносителя из 85 тыс. т растительного сырья.

4

для оффшорной вертоэлектростанции.
Платформа и ветрогенератор мощностью 2 МВт будут собраны в порту Бильбао, и отбуксированы на 2 мили от побережья к точке «швартовки» с глубиной 85 метров.
Hornsea – самая крупная оффшорная ВЭС строящаяся строящая в Северном море у берегов Англии. Общую мощность ВЭС планируется довести до 6 ГВт.

5

мире проект приливной электростанции мощностью 398 МВт, который в данный момент строится в проливе Пентленд-Ферт.
Экспериментальная Кислогубская приливная морская электростанция находится за Полярным кругом, на севере Кольского полуострова (Мурманская область, Россия) и принадлежит компании РусГидро. На ней испытывается наплавной модуль-блок, оснащенный ортогональной турби-ной мощностью 1500 кВт и диаметром рабочего колеса 5 метров.

6

электростанции с 50 датчиками в каждой турбины. Данные датчики в реальном времени передают информация о техническом состоянии и работоспособности турбины. Данные анализируются специальной системой для выявления корреляции и критических ошибок и предаются в центр удаленного мониторинга. Программное обеспечение Digital-plan-of-the-day анализирует и визуализирует данные, позволяя настраивать работу турбины. Данное решение позволяет увеличить годовую выработку электроэнергии до 10%.

7

219 городах. Данные счётчики используют технологии RF Mesh, GPRS, PLC и LoWPAN 6. EESL.

8

– интеграция в структуру оптового рынка растущего количества распределенных источников электроэнергии (в первую очередь на основе ВИЭ), а также регулируемых потребителей.

9

- результат деятельности нескольких компаний: Загородный проект (Россия), Велюкс (Дания), НЛК Домостроение (Россия), Сен-Гобен Строительная Продукция (Франция) и Данфосс (Дания).
Дом в Куопио (Финляндия) — это студенческое общежитие с 47 квартирами.
Активный многоэтажный дом в Ярвенпяя (Финляндия) построили летом 2011 года. В нем 44 квартиры для пожилых людей.

10

накопления энергии, 2016-2030 NCA - никель кобальт алюминий; NMC/LMO – окись никеля марганца кобальта/ окись лития марганца; LTO - титанат лития; LFP- литий-железо-фосфатные.

(удельная теплота сгорания каменного угля примерно 27000 КДж/кг)
27000*1000*1000=27*109 Дж
Найдем количество электроэнергии, получаемой на ТЭС при сжигании каменного угля.
27*109*36,8/100 = 9936000000 Дж теплоты идет на производство электроэнергии.
9936000000/36000000 = 2760 кВт∙ч можно произвести из 1 тонны каменного угля.
Найдем выбросы CO2 на 1 кВт∙ч учитывая, что при сжигании 1 тонны каменного угля выделяется 2,29 тонн CO2.
2,29*1000/2760 = 0,8297 кг CO2 на 1 кВт∙ч
2) Найдем сколько теплоты выделится при сжигании 1 тонны бурого угля (удельная теплота сгорания каменного угля примерно 13000 КДж/кг)
13000*1000*1000 = 13*109 Дж
Найдем количество электроэнергии, получаемой на ТЭС при сжигании бурого угля.
13*109*36,8/100 = 4784000000 Дж теплоты идет на производство электроэнергии.
4784000000/3600000 = 1329 кВт∙ч можно произвести из 1 тонны бурого угля.
Найдем выбросы CO2 на 1 кВт∙ч, учитывая, что при сжигании 1 тонны бурого угля выделяется 1,45 тонн CO2.
1,45*1000/1329 = 1,091кг CO2 на 1 кВт∙ч
3) Найдем сколько теплоты выделится при сжигании 1 тонны природного газа (удельная теплота сгорания природного газа примерно 33500 КДж/кг)
33500*1000*1000 = 33,5*109 Дж

Найдем количество электроэнергии, получаемой на ТЭС при сжигании природного газа.
33,5*109 *38,4/100 = 12864000000 Дж теплоты идет на производство электроэнергии.
12864000000/3600000 = 3573 кВт∙ч можно произвести из 1 тонны природного газа.
Найдем выбросы CO2 на 1 кВт∙ч, учитывая, что при сжигании 1 тонны природного газа выделяется 1,88 тонн CO2.
1,88*1000/3573 = 0,526 кг CO2 на 1 кВт∙ч84
Выделение CO2 при строительстве ТЭС
Расчет выделения CO2 при строительстве ТЭС составлен на основе имеющегося опыта в нашей стране. Так, при строительстве трубы 275 м на Красноярской ТЭЦ-1 ушло около 13000 м3 бетона85.
На 1 м3 бетона приходится примерно 240-320 кг цемента86, при производстве цемента на 1 т. приходится 0,54 т. СО2 87.
Количество цемента для 13000 м3 бетона:
13000 * 240 = 3120000 кг = 3120 т. – при расходе на 1 м3 бетона – 240 кг цемента
13000 * 320 = 4160000 кг = 4160 т. – при расходе на 1 м3 бетона – 320 кг цемента
Расчет выбросов СО2:
3120 * 0,54 = 1685 т. – минимальные выбросы СО2;
4160 * 0,54 = 2246 т. – максимальные выбросы СО2.
Известно, что мощность Красноярской ТЭЦ-1 равна 485,9 МВт. Тогда при строительстве на 1 кВт приходится удельных выбросов СО2 примерно от 3,46 кг до 4,62 кг:
1685 т / 485,9 МВт = 3,46 кг
2246 т / 485,9 МВт = 4,62 кг.

Расчет для угольной ТЭС

13