Evaluación de la eficiencia energética de instalaciones basadas en fuentes de energía renovables
Actualmente, muchos países de todo el mundo se están moviendo cada vez más hacia formas de ahorrar recursos. En los últimos años, la estructura de la producción de energía en el mundo ha cambiado hacia una disminución de la participación de las energías no renovables y un aumento de la participación de las energías renovables. fuentes de energía renovables (FER)... Las industrias de FER que se desarrollan con mayor dinamismo son la energía solar y la eólica.
Tradicionalmente, se distinguen las siguientes razones que contribuyen al desarrollo de las fuentes de energía renovables:
- una distribución más uniforme en el territorio del planeta y, en consecuencia, su mayor disponibilidad;
- ausencia casi total de emisiones de contaminantes al medio ambiente durante la operación (no para todos los tipos de fuentes de energía renovables);
- agotamiento de los recursos fósiles y recursos ilimitados para algunos tipos de fuentes de energía renovable (eólica y solar);
- mejoras significativas en las tecnologías de producción de energía (especialmente para la energía solar y eólica).
El desarrollo de fuentes de energía renovable también se ve facilitado por el hecho de que actualmente más de 50 países de todo el mundo han adoptado (en parte en Rusia) y están en vigor leyes y medidas reglamentarias gubernamentales para apoyar la energía renovable. Además, un factor importante para el desarrollo de las fuentes de energía renovables es la reducción de las inversiones de capital en la construcción de instalaciones eléctricas basadas en ellas.
La reducción más significativa en la inversión específica de capital en la construcción recae en instalaciones de energía tales como plantas de energía eólica (HPP) yplantas de energía solar fotovoltaica (SPPP)… Para instalaciones de energías renovables como centrales hidroeléctricas (HPP), pequeño centrales hidroeléctricas (HPP), plantas de energía geotérmica (GeoPP) yplantas bioeléctricas (BioTES), los valores de inversión de capital disminuyeron, pero no significativamente. Además, en los últimos años ha habido una tendencia a reducir los costos operativos (actuales) yvalor presente de la electricidad (costo nivelado de la energía — LCOE).
Actualmente, las instalaciones de energías renovables bajo ciertas condiciones son económicamente bastante competitivas.
Las razones de un desarrollo tan intensivo de las fuentes de energía renovables, especialmente la eólica y la solar, también radican en que el enfoque para evaluar la eficiencia de las instalaciones energéticas ha cambiado hacia el multicriterio en el mundo, hay una tendencia a descentralización de los sistemas de abastecimiento energético y desarrollo energético regional, especialmente a partir de fuentes de energía renovables. …
En la práctica extranjera, junto con los indicadores económicos, se utilizan indicadores energéticos y ambientales para evaluar la eficiencia de las instalaciones de energía eléctrica.
Se aceptan como indicadores energéticos los siguientes: tiempo de recuperación de la energía (EPBT) yratio de eficiencia energética (retorno de la inversión (EROI)).
El período de recuperación de la energía indica el tiempo durante el cual la central eléctrica considerada con la energía generada compensa los costos energéticos de su creación, operación y desmantelamiento.
El índice de eficiencia energética es la relación entre la energía producida durante la fase operativa y la energía consumida durante el ciclo de vida de una central eléctrica, que consta de tres etapas principales: construcción, operación y desmantelamiento.
Los principales indicadores ambientales son:
- potencial de calentamiento global (GWP);
- potencial de oxidación (AP);
- Potencial de eutrofización (EP)
potencial de calentamiento global — un indicador que determina el grado de impacto de los diferentes gases de efecto invernadero sobre el calentamiento global.
potencial de oxidación — un indicador que caracterice el impacto en el medio ambiente de las emisiones de contaminantes capaces de formar ácidos.
Potencial de eutrofización — un indicador que caracteriza el deterioro de la calidad del agua como resultado de la acumulación de nutrientes en el agua.
Los valores de estos indicadores se determinan en base a los siguientes contaminantes: el potencial de calentamiento global se calcula en base a CO, CO2 y CH4 y se mide en kgCO2eq, potencial de oxidación — SO2, NOx y HCl y se mide en kgSO2eq., potencial de eutrofización — PO4 , NH3 y NOx y se mide en kg PO4eq.Cada tipo de contaminante tiene su gravedad específica.
Numerosos estudios han demostrado: instalaciones eléctricas basadas en fuentes de energía renovables, especialmente SFES y WPP, por regla general, energética y ecológicamente más eficienteque las instalaciones de energías no renovables.
La eficiencia energética de las instalaciones energéticas basadas en fuentes de energía renovables (especialmente eólica y solar) ha aumentado significativamente en los últimos 5-10 años.
La tabla muestra estimaciones de periodos de recuperación de la energía obtenidos por diferentes autores para plantas eólicas terrestres y SEP de diferentes tipos y HPP de diferentes capacidades. De estos, se deduce que el período de recuperación de la energía para los parques eólicos terrestres es de 6,6 a 8,5 meses, SFES de 2,5 a 3,8 años y las pequeñas centrales hidroeléctricas de 1,28 a 2,71 años, respectivamente.
La reducción en las condiciones de pago de la energía de las centrales eléctricas basadas en fuentes de energía renovables se debe a que en el mundo durante los últimos 15-20 años se ha producido un importante desarrollo y mejora de las tecnologías para la producción de equipos y elementos energéticos. de equipos de energía.
Esta tendencia se observa con mayor claridad en las centrales hidroeléctricas y las centrales hidroeléctricas, para las que la mayor parte del consumo de energía durante el ciclo de vida recae en la producción de los principales equipos energéticos (aerogeneradores y convertidores fotovoltaicos).
Entonces, por ejemplo, la participación del consumo de energía para el equipo de energía principal de una planta hidroeléctrica es de aproximadamente 70-85%, y para SFES 80-90%.Si consideramos las centrales hidroeléctricas y las centrales hidroeléctricas como parte de los parques eólicos y solares, entonces el peso específico de los componentes de los costos de energía en este caso diferirá ligeramente de los valores dados, ya que será necesario tener en cuenta la energía costes de producción a partir de cables.
El aumento de la competitividad económica de las instalaciones de energía basadas en RES, así como su mayor eficiencia energética y ambiental en comparación con las fuentes no renovables, contribuyen al desarrollo cada vez más intensivo de las instalaciones de energía basadas en RES en el mundo.
Según las previsiones, la capacidad instalada de instalaciones de energía renovable, especialmente eólica y solar, en el mundo seguirá aumentando tanto a corto como a largo plazo. Además, según las previsiones, la participación de las fuentes de energía renovable en la producción total de energía también aumentará en el mundo.
evaluación del desempeño energético y ambiental del ciclo de vida de las centrales eléctricas. Estas estimaciones muestran que Las instalaciones de energía basadas en fuentes de energía renovables (especialmente las plantas de energía eólica y SFES) son en la mayoría de los casos energética y ambientalmente más eficientes que las fuentes de energía no renovables.
La selección de las opciones más eficientes para las instalaciones eléctricas en Rusia se lleva a cabo actualmente solo sobre la base de indicadores de eficiencia económica. No se realiza la determinación del ciclo de vida de la eficiencia energética y ambiental de las centrales eléctricas, incluidas las basadas en fuentes de energía renovables, lo que no permite una evaluación integral de su eficiencia.
En Rusia, hay un gran número de regiones descentralizadas y con deficiencia energética y áreas con infraestructura de red débil, fondos de energía agotados, pero con un gran potencial de energía eólica, solar y otros tipos de energía renovable, cuyo uso, con un amplio evaluación global, puede resultar no sólo económica, sino también energética y ambientalmente más eficiente que el uso de fuentes de energía no renovables.
Basado en el artículo del Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor G.I. Sidorenko «Sobre el tema de la eficiencia de las instalaciones energéticas basadas en fuentes de energía renovables» en la revista «Energía: Economía, Tecnología, Ecología»