CC BY
12Особенности развития отечественной солнечной энергетики на современном этапе
со см о см
о ш т
X
<
т О X X
Асманкин Евгений Геннадьевич
аспирант, старший преподаватель кафедры "Химия и Инженерная экология", ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта»
Радисавльевич Наталья Викторовна
магистрант, ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта»
Сивкова Анна Викторовна,
магистрант, ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта»
Кудратов Фирдавс Махфатуллоевич,
магистрант, ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта»
Мусатова Ирина Алексеевна
магистрант, ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта»
В статье рассматриваются глобальные экологические проблемы, вопросы увеличения эффективности использования энергии. Освещается переосмысление роли возобновляемых источников энергии. Производится сравнительный анализ производства и потребления энергоресурсов в Российской Федерации и мире в целом. Использование ВИЭ для различных потребностей России и в мировом масштабе, а также ВИЭ в системе экологического менеджмента. Рассматриваются вопросы эффективности ВИЭ, проблемы эксплуатации различных устройств (ВИЭ) в России и в мировом масштабе. В результате исследования, авторы пришли к выводу, что внедрение сЭм наряду с внедрением инновационных технологий и практик может помочь предприятиям сократить выбросы без обязательного сокращения добычи и производства топлива. Активно привлекая заинтересованные стороны и применяя подход к экономике замкнутого цикла, предприятия могут успешно сбалансировать экологические и экономические интересы. Ключевые слова: возобновляемые источник энергии, солнечная энергия, энергосбережение.
На Международной энергетической конференции (МИРЭК) ООН было описано следующее определение: «экономия энергии - это эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, приемлемы с экологической и социальной точек зрения, не изменяют привычного образа жизни» [1].
Например, одним из ключевых вопросов экономического развития стран Среднеазиатского региона, является проблема энергоэффективности. Регион является одним из самых энергозатратных регионов мира, а технические потери энергоресурсов достигают 20% от объема производства электроэнергии [2]. Потребность в устойчивом развитии привела к усилению внимания к ресурсосберегающим технологиям и возобновляемым источникам энергии. Ресурсосберегающие технологии - технологии, поддерживающие производство продукции с наименьшим использованием топлива и других энергетических источников, сырья, материалов для технологических целей.
Ресурсосберегающие технологии содержат в себе использование вторичных ресурсов, утилизацию отходов и рекуперацию энергии, замкнутую систему водообеспечения и т. п., что экономит природные ресурсы.
Концепция ресурсо- и энергосбережения предусматривает, что на каждой стадии жизненного цикла продукта: разведка, добыча, переработка, производство, транспортировка, хранение, реализация, утилизация расходование вещества и энергии выполняются максимально экономно. При этом воздействие на природные системы и человека должно сводится к минимуму, поэтому крайне важен учёт расходов сырья и материалов на всех вышеперечисленных этапах.
«Однако, на данном этапе промышленного развития невозможно создание чисто безотходных технологий» [3]. Компаниям следует рассмотреть возможность принятия концепции экономики замкнутого цикла, которая фокусируется на эффективности использования ресурсов и минимизации отходов. Переосмысливая производственные процессы и внедряя переработку, повторное использование и переработку, предприятия могут добиться как экологических, так и экономических преимуществ. На практике возможно применение малоотходных технологий, например, связанных с возвращением побочных продуктов обратно в цикл потребителепроизводства или использование отходов производства соседних предприятий, например, химических.
Энерго - и ресурсосбережение - это важнейший фактор, который обеспечивает эффективность устойчивого развития отраслей и экономики в целом. Современные технические инновации ориентированы на использование энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий, своевременный переход к новым техническим решениям, технологическим процессам и оптимизационным формам управления, что в конечном итоге, повышает качество продукции [4].
Россия является одним из лидеров по производству и потреблению энергоресурсов в мире. В связи с этим, вопросы энергосбережения для российских предприятий и экономики страны очень актуальны.
Российская Федерация располагает одним из самых больших в мире технических потенциалов повышения энергоэффективности, который составляет «более 40% от уровня потребления энергии. Энергоемкость экономики России в 1,5 - 2 раза выше, чем в развитых странах мира. Энергетической стратегией России до 2035 года предусмотрено снижение энергоемкости ВВП в 1,3-1,5 раза, что соответствует экономии 315—580 млн т. у. т. в год» [5].
Немаловажная роль в успешной реализации этой стратегии до последнего времени отводилась более широкому внедрению альтернативных видов энергии: солнечной, ветровой, гидро- и геотермальной энергии, биомассы и энергии приливов и отливов.
Широкое распространение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и существенное уменьшение доли традиционных (прежде всего, на основе ископаемого органического топлива, а также ядерного) для многих развитых стран является стратегической задачей, определяющей перспективы их устойчивого развития. Этот вопрос также актуален для удаленных от сетей централизованного энергоснабжения областей и тех регионов, где наблюдается дефицит электроэнергии.
По темпам роста, среди ВИЭ, солнечная энергия занимает лидирующее положение. Солнечная энергия стала перспективным возобновляемым источником энергии из-за ее изобилия, устойчивости и минимального воздействия на окружающую среду. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), солнечная энергия может стать крупнейшим источником электроэнергии к 2050 году, что значительно снизит зависимость от ископаемого топлива и смягчит последствия изменения климата [6]. Потенциальные ресурсы солнечной энергии существенно превышают энергетические потребности всех стран, не только в настоящем, но и в ближайшем будущем. Но, несмотря на стремительное увеличение доли солнечных электростанций в общей структуре производства электроэнергии и оптимистичные заявления руководителей ведущих мировых держав, остается немало неразрешенных на данный момент вопросов:
- процесс добычи сырья, используемого при производстве солнечных модулей, зачастую наносит значительный ущерб природному ландшафту и проживающему вблизи населению,
- необходимость отведения значительных земельных площадей под солнечные и ветряные установки и последующего восстановления этих земель, например, под сельхозугодия,
- затраты энергии на производство солнечных панелей могут превосходить ту энергию, которую, предположительно должна выработать СЭС за период своей жизнедеятельности,
- КПД солнечных установок остается невысоким (в диапазоне 15% - 25%),
- чрезвычайно актуальными остаются проблемы утилизации самих панелей.
Для нашей огромной страны, при ее крайне неравномерном промышленном развитии регионов, также немаловажной является экономическая целесообразность строительства предприятий по производству солнечных модулей в европейской части, где сосредоточен основной научный и производственный потенциал, но наблюдается избыток энергетических мощностей, и их транспортировка в отдаленные районы (Сибирь и Дальний Восток), неохваченные централизованным энергоснабжением, в которые выгоднее поставлять солнечные коллекторы, произведенные в Китае.
Если объективно и беспристрастно рассчитать все затраты, начиная с разведки и добычи необходимого сырья и заканчивая циклом извлечения полезных элементов и материалов и дальнейшей утилизации, то эффект от работы СЭС может оказаться значительно ниже ожидаемого или даже вовсе
не оправдать вложенные затраты. Например, такая мощная индустриальная держава как Германия, уже несколько десятилетий занимается развитием вИэ и является признанным лидером в этой области. Однако, последние события на мировой арене показали, что без дешевого российского газа экономика Германии становится все менее конкурентноспособной.
Поэтому специалисты все чаще задаются вопросом: насколько экологичным и ресурсно-энергосберегающим является сам процесс производства солнечных модулей, начиная с добычи сырья и заканчивая утилизацией панелей? Насколько, на практике, данная технология является малоотходной и приводит ли ее использование к реальному снижению энергии и потребляемых ресурсов? Поскольку процесс производства солнечных модулей является достаточно ре-сурсо- энергоемким.
Также «существенными недостатками солнечной энергии являются ее нестабильность (суточная, сезонная, погодная) и относительно малая плотность энергетического потока. Такие особенности солнечного излучения и ветра как источников энергии делают их не столь энергетически эффективными, поскольку обусловливают необходимость сооружения приемников солнечного излучения и ветроколес большой площади, а также производства аккумуляторов энергии. И, несмотря на то, что само топливо является бесплатным, стоимость солнечных и ветровых установок оказывается значительной, что снижает их конкурентоспособность по отношению к традиционным энергоустановкам, особенно если последние используют относительно недорогое органическое топливо: газ, уголь, нефть» [7]. По некоторым расчетам, срок окупаемости солнечной электростанции (СЭС) может превысить установленный срок эксплуатации солнечных коллекторов.
Возможным решением в вопросе окупаемости СЭС могло бы стать строительство и запуск солнечных электростанций в космическом пространстве, на околоземной орбите, т.к. интенсивность суммарной солнечной радиации здесь намного выше, чем на земле. В космосе отсутствует проблема отведения больших площадей под размещение СЭС и необходимость дальнейшей рекреации почвы.
Необходимо стремиться к достижению разумного компромисса между природой, населением и предприятием, по возможности соблюдая интересы всех сторон.
Бизнесу важно найти баланс между экологическими и экономическими интересами, что чрезвычайно актуально для стран, добывающих сырье, особенно во время разгоревшегося экономического кризиса, затронувшего практически все государства.
Сбережение энергии обеспечивает увеличивающиеся потребности в энергоресурсах (энергии) в два-пять раз выгоднее, чем создание новых мощностей для аналогичных целей.
И все-таки необходимо отметить, что ресурсо- и энергосберегающие технологии слишком мало применялись и применяются на российских предприятиях, что еще задолго до сегодняшнего экономического кризиса вызвало кризис многих наших отраслей. Основной причиной этого является тот факт, что функционирование практически всей промышленности нашей страны было рассчитано на использование очень дешевой электрической и тепловой энергии, которая производилась в СССР во времена плановой экономики. Но рынок диктует свои жесткие правила, и, чем раньше предприятие начнет внедрять сберегающие технологии, тем более конкурентно-способным оно станет как на отечественном рынке, так и на зарубежном, т.к. нерациональное использование ресурсов отрицательно сказывается на себестоимости производства и доходах бизнеса.
X X
о
го А с.
X
го т
о
м о м
Сл>
fO CS
о
CS
о ш m
X
<
m О X X
«Увеличение энергоэффективности — основное направление, которые активно поддерживается и регулируется на законодательном уровне. Еще в 2009 г. был принят ФЗ № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и внесений изменений в отдельные законодательные акты РФ», вместе с которым в нашу жизнь пришло такое понятие, как класс энергоэффективности. В июне 2021 года в закон внесены изменения. Законодательство предполагает использование материалов, исключающих нерациональный расход энергоресурсов как в процессе строительства зданий и сооружений, так и в процессе их эксплуатации» [8]. Так, в статье В.Я. Ушакова «Повышение энергоэффективности экономики России: планы и действия», автор говорит: «По энергоэффективности Россия занимает 12 место в мире, несмотря на то, что в последние годы энергоемкость российской экономики достаточно быстро уменьшалась» [9. с. 53].
Следует отметить, что к основным составляющим устойчивого развития относятся не только экономический рост и охрана природы, но и социальные гарантии для граждан.
Основной целью природоохранной деятельности организаций является снижение негативного воздействия различных производственных процессов на природу и население. Достижение компромисса между этими тремя сторонами возможно с помощью определенных методов управления. Методы управления должны исходить из возможности применения наиболее эффективных решений, которые нужно подбирать для той или иной ситуации. Подбор эффективных решений должен предваряться исследованием таких параметров как себестоимость выпускаемой продукции, прибыль, объем реализации, а также мер по снижению выбросов, сбросов и отходов в атмосферу, воду, землю.
Однако, усиленное внимание к экологическим аспектам в стратегии развития компании вызывают среди управленцев, исследователей, представителей органов власти дилемму о важности приоритетов. Обобщая дилемму в лапидарном стиле, ее можно сформулировать как «экономическое развитие или сохранение природы?». Ее решение - это понимание границ между тем, где заканчивается забота об окружающей среде и начинается «удушение» производства. Недавние исследования показали, что можно сократить выбросы, не обязательно сокращая добычу и производство топлива [10]. Технологические достижения и внедрение систем экологического менеджмента (EMS) открыли предприятиям путь к достижению баланса между экологическими и экономическими интересами [11].
Прежде всего, внедрение технологий улавливания и хранения углерода (CCS) может помочь сократить выбросы парниковых газов в процессе производства топлива. CCS улавливает выбросы CO2 из промышленных источников и безопасно хранит их под землей, предотвращая их выброс в атмосферу [12].
Более того, повышение энергоэффективности в промышленности может привести к значительному сокращению. Внедрение энергосберегающих методов, таких как регулярное техническое обслуживание оборудования, переход на энергоэффективное оборудование и системы рекуперации отработанного тепла, может снизить потребление энергии и сократить выбросы без сокращения производства топлива.
При внедрении EMS предприятиям следует применять подход Plan-Do-Check-Act (PDCA), рекомендованный стандартом ISO 14001:2015 (Международная организация по стандартизации, 2015 г.). Эта структура обеспечивает непрерывный процесс улучшения, который помогает предприятиям определять области, в которых можно улучшить экологические показатели, ставить цели и отслеживать их прогресс.
Разработкой стандартов, в том числе в области экологического аудита занимаются исключительно зарубежные институты и ассоциации стандартизации. В Международной Организации Стандартизации ISO Россия не играет сколько-нибудь значительной роли. В том числе и поэтому то, что является эффективным для развитых стран, не всегда применимо для российской действительности. Поэтому необходимы разработки СЭМ с учетом национальных особенностей и сложившей ситуации, обусловленной действием международных санкций.
Несмотря на положительный эффект, который дает СЭМ, существует много вопросов, которые только предстоит решать. Новый тренд в экономике - это ESG принципы: экология, социальная политика и корпоративное управление. . Экологическая устойчивость направлена на разработку единых экологических стандартов, продвижение возобновляемых источников энергии и энергоэффективности, поощрение устойчивого сельского хозяйства. России приходится в нее включаться, чтобы учитывать новые экологические и экономические тренды. И это при том, что благодаря уникальному расположению и размерам (огромный охват северных и восточных территорий), а также исторически сложившимся природным условиям, мы уже имеем преимущественно «зеленую» энергетику, используя, в основном, природный газ, гидроэлектростанции, ядерную энергию.
В связи с введением санкций, у России, благодаря значительным энергетическим ресурсам и их относительно невысокой стоимости, появляется возможность выстроить новые региональные интеграции, при условии скорейшего внедрения наилучших доступных технологий в сферы добычи, переработки и производства при рачительном использовании природных ресурсов.
Необходимо учитывать и тот факт, что сложившаяся мировая финансовая система заставляет предприятия, особенно крупные, зачастую имеющие стратегическое значение, желающие выйти на зарубежный рынок, брать кредиты для своего развития в иностранных банках на определенных условиях, предусматривающих увеличение доли инвестирования в так называемые зеленые проекты. Российское правительство утвердило критерии зеленого финансирования постановлением от 21.09.2021 года. Ознакомиться с инструментами повышения энергоэффективности в России, можно в отчете экспертов Группы Всемирного банка, а также Центра по эффективному использованию энергии (ЦЭНЭФ) [13. с. 162].
Важность внедрения ресурсосберегающих технологий и солнечной энергии для устойчивого России является одной из важных задач, которую необходимо обязательно реализовать. Преимущества этих технологий заключаются в возможности повысить уровень энергетической безопасности, смягчить последствия изменения климата, повысить экономическую эффективность и сохранить окружающую среду. Инвестируя в эти решения, страны могут перейти к низкоуглеродному, устойчивому энергетическому будущему, обеспечивая благополучие как планеты, так и ее жителей.
Литература
1. Key world energy statistics International Energy Agency. 2011. 82 p.
2. Kaliakparova, G. S., Gridneva, Y. E., Assanova, S. S., Sauranbay, S. B., & Saparbayev, A. D. International Economic Cooperation of Central Asian Countries on Energy Efficiency and Use of Renewable Energy Sources. International Journal of Energy Economics and Policy, 2020. 10(5). P. 539-545.
3. Khorolsky V., S. Anikuev, M. Mastepanenko, Sh. Gabrielyan, I. Sharipov Concept, purpose, and objectives of building an automated power management system of an industrial
enterprise // Journal of Management & Technology, Special Edition. 2022. Vol. 22. pp. 200-209.
4. Копылов, А.Е. Экономические аспекты выбора системы поддержки использования ВИЭ в России, 2008. С.2-8
5. Попель О.С., Фрид С.Е., Щеглов В.Н., Сулейманов М.Ж., Коломиец Ю.Г., Прокопченко И.В. Сравнительный анализ показателей конструкций солнечных коллекторов зарубежного и отечественного производства // Новые технические решения. Теплоэнергетика. 2006. №3.
6. International Energy Agency. World Energy Outlook. 2014.
7. Киселева С.В., Рафикова Ю.Ю., Шакун В.П. Использование ГИС-технологий в области возобновляемой энергетики // Прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий. Материалы II Международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию МГТУ. С.97-106.
8. Ушаков В.Я. статья «Повышение энергоэффективности экономики России: планы и действия», Изд-во Томского политехнического университета. 2009. № 4. С.52-56.
9. Ушаков В.Я. Современная и перспективная энергетика: технологические, социально-экономические и экологические аспекты. - Томск: Издательство ТПУ, 2008. 469 с.
10. Boot-Handford M. E., et al. (2014). Carbon capture and storage update // Energy & Environmental Science, 2014. 7(1). P.130-189.
11. MacArthur E. Foundation. Towards the Circular Economy: Economic and Business Rationale for an Accelerated Transition. 2013.
12. Global CCS Institute. Carbon capture and storage. 2021.
13. Энергоэффективность в России: скрытый резерв. Отчёт, подготовленный экспертами Всемирного банка, Международной финансовой корпорации и Центра по эффективному использованию энергии., // [электронный ресурс]. 2008. URL: http://www.cenef.ru/file/FINAL_EE_report_rus.pdf, С. 162. (дата обращения: 16.02.23).
Features of the development of domestic solar energy at the present stage Asmankin E.G., Radisavljevich N.V., Sivkova A.V., Kudratov F.M., Musatova I.A.
Russian university of transport (MIIT)
JEL classification: D20, E22, E44, L10, L13, L16, L19, M20, O11, O12, Q10, Q16, R10, R38, R40, Z21, Z32
The rapidly increasing problems in the field of ecology, the shortage of energy resources and the increasing cost of their extraction require the immediate solution of two of the most urgent tasks of our time: resource and energy conservation, since their effective use in all spheres of life is the key to the successful solution of modern environmental problems. The article deals with global environmental problems, issues of increasing energy efficiency. The rethinking of the role of renewable energy sources is highlighted. A comparative analysis of the production and consumption of energy resources in the Russian Federation and the world as a whole is carried out. The use of renewable energy for various needs of Russia and on a global scale, as well as renewable energy in the environmental management system. The issues of RES efficiency, problems of operation of various devices (RES) in Russia and on a global scale are considered.
Keywords: renewable energy source, solar energy, energy saving. Reference
1. Key world energy statistics International Energy Agency. 2011. 82 p.
2. Kaliakparova, G. S., Gridneva, Y. E., Assanova, S. S., Sauranbay, S. B., &
Saparbayev, A. D. International Economic Cooperation of Central Asian Countries on Energy Efficiency and Use of Renewable Energy Sources. International Journal of Energy Economics and Policy, 2020. 10(5). P. 539-545.
3. Khorolsky V., S. Anikuev, M. Mastepanenko, Sh. Gabrielyan, I. Sharipov Concept,
purpose, and objectives of building an automated power management system of an industrial enterprISE // Journal of Management & Technology, Special Edition. 2022 Vol. 22.pp. 200-209.
4. Kopylov, A.E. Economic aspects of choosing a system to support the use of
renewable energy in Russia, 2008. P.2-8
5. Popel O.S., Frid S.E., Shcheglov V.N., Suleimanov M.Zh., Kolomiets Yu.G.,
Prokopchenko I.V. Comparative analysis of structural indicators of solar collectors of foreign and domestic production // New technical solutions. Thermal power engineering. 2006. No. 3.
6. International Energy Agency. World Energy Outlook. 2014.
7. Kiseleva S.V., Rafikova Yu.Yu., Shakun V.P. Use of gis-technologies in the field of
renewable energy // Applied aspects of geology, geophysics and geoecology using modern information technologies. Materials of the II International scientific-practical conference dedicated to the 20th anniversary of MSTU. pp.97-106.
8. Ushakov V.Ya. article "Improving the Energy Efficiency of the Russian Economy:
Plans and Actions"", Tomsk Polytechnic University Publishing House. 2009. No. 4. P.52-56.
9. Ushakov V.Ya. Modern and prospective energy: technological, socio-economic and
environmental aspects. - Tomsk: TPU Publishing House, 2008. 469 p.
10. Boot-Handford M. E., et al. (2014). Carbon capture and storage update // Energy
& Environmental Science, 2014. 7(1). P.130-189.
11. MacArthur E. Foundation. Towards the Circular Economy: Economic and Business
Rationale for an Accelerated Transition. 2013.
12. Global CCS Institute. Carbon capture and storage. 2021.
13. Energy efficiency in Russia: a hidden reserve. Report prepared by experts from the World Bank, the International Finance Corporation and the Center for the Efficient Use of Energy., // [electronic resource]. 2008. URL: http://www.cenef.ru/file/FINAL_EE_report_rus.pdf, p. 162. (Date of access: 16.02.23).
X X О го А С.
X
го m
о
to о to
M
