ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ: ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 620.91

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ: ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

К. А. Веретнова, А. Д. Прихожая, В. Г. Мурашова, Е. В. Прокопьева, О. А. Рябчикова*

Научный руководитель - Е. А. Жирнова

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

*E-mail: olga.rabchicova@mail.ru

Исследуются перспективы развития энергетики на основе возобновляемых источников энергии. Рассмотрены доли возобновляемых ресурсов в энергетике различных стран. Проанализированы прогнозы по развитию мощности энергосистемы на основе возобновляемых источников энергии.

Ключевые словa: энергетика, возобновляемые источники энергии, солнечная энергия, энергия ветра, парниковые газы, безуглеродные источники энергии.

RENEWABLE ENERGY SOURCES: PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT

K. A. Veretnova, A. D. Prikhozhay, V. G. Murashova, E. V. Prokopyeva, O. A. Ryabchikova*

Scientific supervisor - E. A. Zhirnova

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: olga.rabchicova@mail.ru

The prospects for the development of energy based on renewable energy sources are being investigated. The shares of renewable resources in the energy sector of various countries are considered. Forecasts for the development of the power system capacity based on renewable energy sources are analyzed.

Keywords: energy, renewable sources, solar energy, wind energy, greenhouse gases, carbonfree sources.

Возобновляемые источники энергии (далее - ВИЭ) - энергоресурсы, запасы которых пополняются естественным путём. К ним относится энергия солнечного света, энергия ветра, использование энергии водного потока, геотермальная энергия недр, биоэнергетика и биотопливо. Очень важным стимулом активного развития является ВИЭ является Парижское соглашение об изменении климата [1]. Его конечная цель - не допустить повышения температуры на 2°C до конца XXI века из-за эмиссии парниковых газов (в первую очередь, углекислого газа CO2). В этой связи рекомендованы радикальные изменения в структуре мировой энергетики: отказ от использования угля, замещение его газом и безуглеродными источниками (ВИЭ, ГЭС, атом).

Целью работы является исследование перспектив развития возобновляемых источников энергии в соответствии с Парижским соглашением об изменении климата. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1) рассмотреть доли возобновляемых источников энергии в энергетике различных стран;

2) проанализировать прогнозы по развитию мощности энергосистемы (ветроэнергетика, солнечная тепловая энергетика, ГАЭС, газ, системы накопления энергии, солнечная фотоэлектрическая энергетика, атомная энергетика и пр.) до 2030 года;

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2

3) проанализировать тенденции развития возобновляемых источников энергии в энергетике различных стран за последние годы.

В данный анализ возобновляемых источников энергии не включена биомасса, энергетическая переработка которой бурно развивается в мире и в России, т.к. этот вопрос требует отдельного рассмотрения.

По оценкам, безуглеродные источники могут начать доминировать в мире примерно после 2050 г. При этом особая роль отводится возобновляемым источникам энергии. Ожидается, что в Европе ВИЭ станут главным источником энергии уже к 2030 г. Возможные результаты, в соответствии с исследованиями, представлены на рис. 1 [2].

Евросоюз, 28 стран Великобритания Италия Франция Испания Германия

1

1

1 :

1

1

1

Ч :

1 !

1

и

1

1

□ Национальная цель

□ Прогноз

Wood Mackenzie

10

20 30 40 50

60

70

80 %

Рис. 1. Доля возобновляемых источников в мировом сообществе

Приоритетное развитие ВИЭ получили в странах, находящихся в сильной зависимости от импорта энергоресурсов и/или активно включившихся в борьбу за снижение выбросов парниковых газов. В 2017 г. количество электроэнергии, получаемой в Евросоюзе на основе ветра, солнца и биотоплива (20.9% от всей электроэнергии), превысило количество электроэнергии, получаемой на угольных станциях (20.6%), а также при использовании

природного газа (чуть более 19%) и гидроэнергии (10.9%). Наглядная планируемая мощность энергосистемы возобновляемых источников энергии мировых держав к 2030 году представлена на рис. 2 [3]. Планируемая к 2030 году мощность энергетики традиционных источников энергии: уголь, гидроэлектростанции, атомная энергетика приведена на рис .3.

Рис. 2. Мощность энергосистемы ВИЭ

160000 146000 120000 100000 00000 60000 40000 20000 0

1

□ угаль

О пгдрсзлектростан цки

□ атомная анЕргетнка

2№ 2020 2025 20)0

Рис. 3. Планируемая энергетика традиционных источников

Проанализировав выше представленные графики, можно сделать вывод о том, что мощность энергосистемы ВИЭ к 2030 году будет сравнительно близка к мощностям энергосистем традиционных источников. При этом солнечная и ветровая энергетики представляют самые быстрорастущие сектора в результате больших инвестиций, осуществляемых многими странами. Лидером по вкладам в создание такой энергетики является Китай. Второе место занимает США - это государство выступает большим лидером по производству биотоплива. На третьем месте располагается Япония. На четвертом месте стоит - Индия. Заключительное пятое место занимает Германия с ежегодными инвестициями в возобновляемые источники энергии (ВИЭ) примерно в три раза меньше, чем Китай.

Перспективы развития возобновляемых источников энергии обусловлены тем, что научно-технический прогресс обеспечивает снижение стоимости электроэнергии производимой ВИЭ. Так по итогам 2019 г. стоимость производства энергии на основе солнечной энергетики и энергия ветра снизилась на 14% [2]. В настоящее время энергия Солнца и прибрежного ветра в некоторых странах обходится дешевле, чем любой вид другой топлива [4]. Одновременно со снижением стоимости мировом производстве электроэнергии наблюдается устойчивая тенденция роста ВИЭ. Так в последние годы доля возобновляемых источников энергии составляет: 2003 г. - 2%, 2012 г. - 5.2%, 2015 г. - 7.3%, 2020 г. - 11.2%. Некоторые страны заявили о возможности полного перехода на ВИЭ уже в ближайшие годы. Именно научно-технический прогресс в области производства и эксплуатации энергетических машин и комплексов основе возобновляемых источников энергии позволил снизить стоимость производства энергии, делает их наиболее дешёвым источником энергии в огромном количестве регионов.

Наша страна в настоящее время сильно отстает по развитию энергетики на базе возобновляемых источников энергии. В России к 2021 г. планируемый вклад ВИЭ в отечественную энергетику составил порядка 10%, что значительно меньше среднего показателя во всем мире [5]. В России рост доли возобновляемых источников энергии может обеспечиваться главным образом за счёт солнечной и ветровой генерации, однако разнообразные климатические условия и отсутствие запатентованных технологий по разработке энергетических комплексов на основе возобновляемых источников энергии делает затруднительным прогресс работ в данной области.

Таким образом, рассмотрев доли возобновляемых источников энергии в энергетике различных стран, проанализировав прогнозы по развитию мощности энергосистемы до 2030 года и тенденции развития возобновляемых источников энергии в энергетике различных стран за последние годы, можно сделать вывод, что развитие возобновляемых источников энергии в соответствии с Парижским соглашением об изменении климата идет активно. В будущем это развитие обеспечит всеобщий доступ к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии для всего мирового сообщества.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Тома 2

Библиографические ссылки

1. Paris agreement: Status of ratification / United Nations framework convention on climate change (UNFCCC). - N.Y., 2017. - Mode of access: http://unfccc.int/paris_agreement/items/9444.php (Дата обращения - 03.04.2022).

2. И. А. Соболев. Космическая энергетика ищет место под солнцем / И. А. Соболев. -Текст: непосредственный // Энергия: экономика, техника, экология. - 2020. - № 7. - С. 20-25.

3. Т.С. Габдерахманова, С.В. Киселева, О.С. Попель, А.Б Тарасенко. Некоторые аспекты развития возобновляемой энергетики. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). -2021. - С. 41-53.

4. И.В. Юдаев. Возобновляемые источники энергии : учебник / И.В. Юдаев, Ю.В. Даус, В.В. Гамага. - Санкт-Петербург : Лань,2020. - 328 с.

5. Стребков Д.С. Солнечная энергетика: состояние и перспективы развития / Д.С. Стребков, А.Х. Шогенов, Ю.Х. Шогенов, Н.Ю. Бобовников // Техника и оборудование. -2019. - № 3. - С. 43-48.

© Веретнова К. А., Мурашова В. Г., Прихожая А. Д., Прокопьева Е. В., Рябчикова О. А., 2022