Статьи

Технологические тренды развития ВИЭ

25 Янв 2012

По данным исследований компании Exxon Mobil1, ежегодный рост мирового потребления энергетических ресурсов составляет 1,3%. По отношению к уровню 2005 года в 2030 году данный показатель увеличится на 40%, что приведет и к росту выбросов углекислого газа (СО2). Данный факт вызвал оживленный интерес мирового сообщества к экологически чистым источникам энергии.

В связи с ростом озабоченности ряда стран проблемой глобального изменения климата определяющим фактором в развитии современной энергетики является экологический фактор.


По оценкам экспертов2, в связи с выходом стран из режима индустриального роста развитие мировой энергетики может пойти по нескольким сценариям:

1. Первый, инерционный (углеводородный) сценарий, предполагает неизбежный быстрый рост спроса на ископаемое топливо всех видов, что приведет к ухудшению экологической ситуации.

В нефтяной отрасли, согласно данному сценарию, значительный рост спроса столкнется с ограниченным предложением. Данный факт приведет к усилению концентрации добычи нефти на Ближнем Востоке, продолжится освоение ряда месторождений со сложными условиями добычи (Арктика, глубоководный шельф, тяжелые нефти и т.д.). Все это приведет к росту предельных издержек и, соответственно, цен, а также к снижению уровня энергетической безопасности.

При таком стечении дел возобновляемая энергетика проявит максимальные темпы роста по сравнению с другими отраслями. До 2015 года рост ВИЭ будет происходить за счет ГЭС и береговых ВЭУ, после 2015 года к ним добавятся биомасса и морские ВЭУ. Выработка солнечной энергетики также будет расти, однако ее доля будет мала. К 2030 году возобновляемая энергетика будет составлять 7% мирового потребления первичной энергии, к 2050 году – 10%. Однако подобный рост недостаточен для совершения энергетической революции.

Инерционный сценарий развития мировой энергетики характеризуется следующими факторами:

- нестабильность и вооруженные конфликты на Ближнем Востоке и в Центральной Азии;
- угрозы морским путям транспортировки;
- борьба между странами за доступ к энергетическим ресурсам. 
 
2. Второй сценарий развития мировой энергетики – стагнационный. Для данного сценария характерна управляемость развитием в пределах роста индустриальной фазы с учетом экологических вопросов и создание информационного общества. Основной предпосылкой стагнационного сценария развития является трансферт существующих технологий в развивающиеся страны с целью снижения энергоемкости процесса индустриализации.

Трендом данного сценария должно стать развитие всех существующих альтернатив нефтепродуктам и двигателю внутреннего сгорания, что позволит снизить напряженность на нефтяном рынке и снизит цены на нефть. Таким образом, к 2050 году доля ВИЭ достигнет 21% мирового первичного потребления энергии. Уже к 2030 году доля ветровой энергетики составит 72%, но в дальнейшем предвидится снижение данного показателя ввиду опережающего роста производства электроэнергии из биомассы и солнечной энергетики.

Стагнационный сценарий приведет к формированию сложной системы регулирования мировой энергетики, которая будет включать в себя глобальные и локальные климатические соглашения, климатические налоговые и таможенные тарифы, технологические стандарты. 
 
3. Третий сценарий – инновационный. Данный сценарий характеризует направленность на преодоление пределов роста индустриальной фазы и переход к новой фазе к 2030 году – комплексному развитию человека и связанных с ним технологий: биологических, информационных, социальных, когнитивных. Если индустриальная энергетика основывается на сжигании ископаемого топлива, которое транспортируется на большие расстояния, и на потреблении больших объемов энергии при сравнительно слабом управлении энергетическими потоками («силовая энергетика»). То постиндустриальная же энергетика, напротив, ознаменует собой переходом на потребление возобновляемых источников энергии и, возможно, атомной энергетики, децентрализации энергии, эффективном использовании сравнительно небольших потоков энергии («умная энергетика»). Так, решающую роль в развитии сыграют атомная и возобновляе¬мая энергетика. Главным трендом инновационного пути станет развитие гибридов и электромобилей. В результате всех преобразований сложится энергетика нового типа – постиндустриальная, что сформирует новый энергетический рынок – рынок услуг, а в дальнейшем технологий.

Технологические тренды в генерации электроэнергии формируются на основе:
- «зрелых» технологий, для которых ожидается инерционное развитие, модернизация с некоторыми улучшениями экономических показателей. К данному типу технологий относятся технологии газовой, ветровой, био- и гидроэнергети¬ки, а также тепловых реакторов в атомной энергетике;
- новых технологий (находящихся на стадии формирования): реакторы на быстрых нейтронах, новые технологии угольной электроэнергетики, приливные и другие но¬вые гидроэнергетические установки, а также солнеч¬ная фотовольтаика. Помимо уже известных способов электрогенера¬ции, инновационный подход потребует разработки и освоения прямых способов получения электроэнер¬гии из окружающей среды на основе использования накапливающихся зарядов ионосферы, энергии вращения земли и других пока малоизвестных технологий трансформации космопланетарной энергии.

Технологии, достигшие зрелости, развиваются инерционно, то есть модернизируются с некоторым улучшением экономических показателей. Формирующихся технологий ждет быстрый прогресс технико-экономических показателей.

Технологические тенденции развития электроэнергетических систем3.

Переход к энергетическим системам нового поколения будет осуществляться по четырем направлениям: 

1) создание систем управления энергосистемой – «умная сеть». Данная система предполагает управление спросом на энергию на основе дифференцированных тарифов. Развитие «умных систем» окажет благоприятное воздействие, как на возобновляемую энергетику, так и на атомную энергетику. США и Европейский союз на государственном уровне признают развитие «умных сетей» как ключевую задачу в создании электроэнергетики будущего. В России внедрение технологии «умных сетей» позволит снизить потери в электрических сетях, сократить потребность в новых мощностях и уменьшить капит