Биомассовая энергетика: Биомассовая энергетика

Содержание

Энергия биомассы — Энергетика и промышленность России — № 2 (30) февраль 2003 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 2 (30) февраль 2003 года

Для производства электрической и тепловой энергии в лесоперерабатывающей промышленности широко используется биомасса — энергоносители растительного происхождения, образующиеся в процессе фотосинтеза. Содержание серы в биомассе составляет менее 0,1%, зольность — 3-5% (в угле эти показатели равны 2-3 и 10-15% соответственно).

Если производство биомассы соизмеримо с ее сжиганием, содержание углекислого газа в атмосфере остается неизменным.

Наиболее оптимальный способ использования биомассы — ее газификация с последующим срабатыванием в газовых турбинах. Предварительные расчеты, проведенные в Принстонском университете, показывают, что турбогенераторы, работающие на продуктах газификации биомассы, могут успешно конкурировать с традиционными тепловыми, ядерными и гидравлическими энергоустановками. Наиболее перспективными областями применения таких турбогенераторов уже в ближайшем будущем могут стать отрасли экономики, в которых скапливаются большие объемы биомассы (в частности, сахарные и винокуренные заводы, перерабатывающие сахарный тростник).

Так, в Бразилии при использовании биомассы с винокуренных предприятий образуется столь значительный избыток электроэнергии, что ее реализация делает спирт дешевле нефти. Только из сахарного тростника может быть произведено 50% энергии, которая вырабатывается сейчас всеми источниками в 80-ти развивающихся странах, где выращивают эту культуру.

Синтетическое топливо, по мнению американских ученых, может стать важным источником энергии в XXI веке. Специалисты обращают внимание на метанол, отличающийся простотой транспортировки и меньшим, чем бензин, уровнем местного загрязнения окружающей среды (если метанол производится на основе природного газа). Однако в продуктах сгорания метанола, синтезированного из угля, содержится в два раза больше углекислого газа, чем его выделяется при сжигании бензина. Выход может быть найден на пути синтеза метанола при газификации древесной биомассы.

Альтернативой метанолу считается этанол, производимый при ферментации получаемого из биомассы сахара (исходные продукты: сахарный тростник, как в Бразилии, и кукуруза, как в США).

Пока технология производства этанола достаточно дорогостояща, но использование энзимов может снизить стоимость ферментации и сделать его конкурентоспособным с бензином.

Потенциальное использование биомассы в США может позволить заменить всю нефть, расходуемую сейчас в качестве горючего для легковых автомобилей, а также уголь, сжигаемый для производства электричества. При этом число выбросов углекислого газа сократилось бы наполовину.

Ежегодный объем органических отходов (биомассы) в СНГ составляет 500 млн. т. Их переработка потенциально позволяет получить до 150 млн. т условного топлива в год: за счет производства биогаза (120 млрд. м3) — 100-110 млн. т, этанола — 30-40 млн. т. Окупаемость современных технологий производства биогаза из отходов по оценкам специалистов, составляет от 3 до 5 лет.

За счет использования биогаза уже сейчас можно получить годовую экономию органического топлива 6 млн. т., а к 2010 г. в 3 раза больше. Для этого необходимо создать высокоэффективные штаммы анаэробных микроорганизмов, специальные виды энергетической биомассы, технологии, эффективное оборудование.

Электростанции на биомассе | Ассоциация «НП Совет рынка»

Полезные разделы

Электростанции на биомассе

Электростанции на биомассе

Электростанции на биомассе — Использование биомассы, для получения энергии, являлось единственным способом, к примеру, получения тепла, вплоть до конца 17 века. Однако и сегодня, биомасса, в основном в виде дров, довольно широко применяется в России, особенно в сельских районах. Использование биомассы, между тем, является довольно перспективным процессом. Подсчитано, что к 2010 году, объем используемой биомассы возрастет как минимум в три раза. В основном  — в качестве источника для выработки электроэнергии и тепла в паротурбинных и газотурбинных электростанциях, а также в качестве получения моторного топлива. Считается, что биомасса способна предоставить столько энергии, сколько вырабатывается всеми атомными электростанциями России. В настоящее время, электростанции на биомассе в качестве топлива используют древесину, растительные отходы, торфяные брикеты, и имеют КПД около 25%. Электростанции на биомассе в основном оборудованы паровыми турбинами, и работают по принципу паротурбинных теплоэлектростанций. Уровень мощности электростанций на биомассе может быть самым различным. От 4 до 100 КВт, для использования, к примеру, в фермерском хозяйстве, и до 100 МВт-ных промышленных электростанций. Электростанции малой мощности, работающие на биомассе, как правило снабжены установками газификации биомассы, а также газогенераторными установками. Биомасса, в этом случае, значительно превосходит, по своей способности к газификации, уголь, что делает подобные электростанции более экономичными, по сравнению с угольными. Электростанции на биомассе, мощностью до 1 МВт, вполне способны работать на отходах деревообработки, лесопереработки и т.п. В случае с электростанциями большей мощности, используются специальные энергетические плантации, предназначенные для более широкомасштабного производства топлива для таких электростанций. Плантации, как правило, представляют из себя специально высаженные быстрорастущие сорта деревьев, такие как тополь или ива. Один гектар такой плантации, при использовании газотурбинной электростанции на биомассе, позволяет производить до 25 МВт ч электроэнергии. Электростанции на биомассе имеют ряд ярко выраженных преимуществ. Более простой процесс газификации биомассы, по сравнению с углем, как уже было сказано выше, позволяют получать более дешевую электроэнергию. Кроме того, это более экологически чистый вид топлива, так как в биомассе содержится гораздо меньше серы. А современные технологии переработки биомассы, позволяют добиваться значительного снижения вредных выбросов в окружающую среду. Электростанции на биомассе работают с возобновляемыми источниками энергии, что, в настоящее время, приобретает все большую актуальность. Кроме того, увеличение производства биомассы, в том числе и распространение энергетических плантаций, способствует улучшению окружающей среды, и, одновременно, уменьшению эрозии почвы. Производство компостов из биомассы улучшает основные почвенные показатели, позволяет более эффективно очищать сточные воды. Распространение электростанций на биомассе позволит значительно снизить потребление не возобновляемых источников энергии, таких как нефтепродукты, природный газ или уголь, что положительно сказывается обеспечении энергетической безопасности страны в целом. 

Использование нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии в России и в мире: ключевые тенденции и перспективы

           

2020 №5 — перейти к содержанию номера…

Постоянный адрес этой страницы — https://esj.today/18nzvn520.html

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 745.3 Кбайт)


Ссылка для цитирования этой статьи:

Елисеева Е.Н., Сероокий В.Г. Использование нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии в России и в мире: ключевые тенденции и перспективы // Вестник Евразийской науки, 2020 №5, https://esj.today/PDF/18NZVN520.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.


Использование нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии в России и в мире: ключевые тенденции и перспективы

Елисеева Евгения Николаевна
ФГБОУ ВО «Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации», Москва, Россия
Преподаватель
Доцент кафедры «Экономика организации»
Кандидат экономических наук
E-mail: [email protected]

Сероокий Вадим Геннадиевич
ФГБОУ ВО «Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации», Москва, Россия
Студент
E-mail: [email protected]

Аннотация. Автором был проведен анализ актуального состояния и перспектив использования возобновляемой энергетики в мире и в России. Определена важность и необходимость развития альтернативной энергетики в современных условиях, определено её место в топливно-энергетическом комплексе. Была осуществлена оценка как нормативно-правового регулирования альтернативной энергетики в России, так и ресурсной базы рассматриваемой страны. Приведены и проанализированы статистические данные, отражающие современное состояние возобновляемой энергетики в международном аспекте как по отдельным видам возобновляемых источников энергии, так и совокупное мировое производство электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии в целом. Из общего ряда государств, реализующих возобновляемую энергетику, отдельно выделена Австрия, как страна, анализ энергетической системы которой будет наиболее информативным. Австрия является лидером среди европейских стран по такому показателю, как доля возобновляемых источников – 75 %. В качестве непосредственного примера было выбрано предприятие Австрийские федеральные железные дороги «ÖBB», успешно внедряющее практику фокусировки на ВИЭ. Подробно проанализированы отдельные секторы возобновляемой энергетики, такие, как солнечная энергетика, ветряная энергетика, биомассовая энергетика, геотермальная энергетика, гидроэнергетика, энергия приливов и отливов. Проведена оценка степени развития альтернативной энергетики в России на основе статистических данных. В рамках этого проведена оценка ресурсной базы Российской Федерации, определены наиболее перспективными регионами с точки зрения энергетического потенциала. В результате чего мы пришли к выводу, что наиболее плотная концентрация природных ресурсов, подходящих для реализации проектов возобновляемой энергетики, характерна для Южного федерального округа Российской Федерации.

Ключевые слова: возобновляемые источники энергии; альтернативная энергетика; генерация энергии; ресурсный потенциал; зеленая энергетика; энергетический потенциал; солнечная энергетика; ветряная энергетика; биомассовая энергетика; гидроэнергетика

Скачать

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2588-0101 (Online)


Уважаемые читатели! Комментарии к статьям принимаются на русском и английском языках.
Комментарии проходят премодерацию, и появляются на сайте после проверки редактором.
Комментарии, не имеющие отношения к тематике статьи, не публикуются.

Альтернативная энергетика и ее виды

Альтернативная энергетика это совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии.


Альтернативная энергетика это совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии.


Устройство вырабатывающее электрическую энергию, либо другой вид энергии, и заменяющее традиционные источники энергии, использующие нефть, газ и уголь, называется – альтернативный источник энергии.


Разберем подробнее основные, широко используемые виды альтернативной энергетики:


  1. Солнечная энергетика



    Основным источником энергии являются фотоэлектрические модули (ФЭМ, солнечные панели) преобразующие солнечную энергию (энергию фотонов) в электрическую энергию. Солнечная энергетика все более широко развивается по всему миру, обеспечивая электроэнергией целые поселения. Компания АЛЬТЭКО с 2010 года установила частных солнечных электростанций суммарной мощностью свыше 120 кВт. Солнечная энергетика является самым развивающимся и перспективным видом альтернативной энергетики.


  2. Ветроэнергетика



    Ветро-электрические установки (ВЭУ) или ветрогенераторы – устройства преобразующие кинетическую энергию воздушных масс в электроэнергию. Состоит ветрогенератор из ветродвигателя, генератора электрического тока, мачты и системы управления. Ветрогенераторы бывают вертикально и горизонтально осевыми. Имеют разные вариации лопастей. Основной проблемой в использовании ветрогенератора в Московском регионе являются большие скорости ветра требующиеся для его оптимальной работы – обычно ветрогенератор выдает свою номинальную мощность при скорости ветра от 8-9 м/с, что бывает достаточно редко.


А также:

  • Приливная энергетика, использующая потенциальную энергию волн;
  • Геотермальная энергетика — способ получения электроэнергии путем преобразования внутреннего тепла Земли (энергии горячих пароводяных источников) в электрическую энергию.
  • Биомассовая энергетика – использующая биогаз, выделяющийся при гниении биомасс (навоз, растения и т.д.) для выработки электроэнергии и обогрева.

Пять мировых лидеров в «зеленой» энергетике

Более 170 стран запланировали использование возобновляемых источников энергии, 150 из них внедрили политику стимулирования инвестиций в чистую энергию. 

Лидерами в развитии «зеленой» энергии на сегодняшний день являются Китай, Дания, Кения, Индия и Исландия. О них пишет Climate Action.

Китай            

Китай единогласно признается мировым лидером по инвестициям в экологически чистые технологии в энергетике. Страна много инвестирует как в строительство станций на возобновляемых источниках энергии, так и производстве экологически чистых энергетических технологий — батареи и электротранспорта.

Хотя энергетика Китая все еще зависит от угля, ВИЭ составляют значительную долю энергобаланса страны. В 2016 году Китай построил 77 ГВт солнечных и 149 ГВт ветровых электростанций. Прогнозируется, что доля Китая в глобальном «зеленой» энергетике до 2022 года составит 42% солнечной энергии, 35% гидро- и 40% энергии ветра.

Только за 2017 году иностранные инвестиции в «зеленые» проекты в энергетике превысили $ 44 млрд, благодаря сильным институциональным, финансовым и бизнес-структур для поддержки китайских и зарубежных инициатив.

Также Китай способствует производству оборудования и сосредоточил 60% мирового производства солнечных батарей.

Дания

Дания — мировой пионер в развитии ветроэнергетики. В 2017 году производство электроэнергии из ветра поставило очередной рекорд — 43% всех потребностей в электроэнергии покрыли ветроэлектростанции.

Из всех стран ОЭСР, у Дании — самые высокие показатели по производству электроэнергии из ветра на душу населения в течение последних 15 лет.

Датчане на этом не останавливаются: к 2030 года более 50% электроэнергии должны производить станции на ВИЭ, а к 2050 году — все 100%. Но темпы роста «зеленой» энергии свидетельствуют, страна достигнет этих целей гораздо быстрее. По нынешним прогнозам, в 2020 году станции ВИЭ (ветер, солнце и биомасса) будут покрывать более 80%  потребностей в электроэнергии.

В 2017 году Всемирный банк объявил Данию мировым лидером в области использования экологически чистой энергии, согласно нормативным показателям для устойчивой энергетики (RISE): по шкале от 1-100, Дания набрала 86 очков в энергоэффективности и 94 пунктов в ВИЭ.

Дания запустила первую в истории экспериментальную оффшорную ветроэлектростанцию ​​25 лет назад. А в 2015 году экспорт электроэнергетического оборудования приходилось 11% всего экспорта Дании, поместив страну на первое место в ЕС с точки зрения экспорта энерготехнологий.

Кения

Кения — неочевидный герой возобновляемых источников энергии. В стране, где к электроэнергии доступ имеют только 70% нуждающихся, правительство хочет обеспечить всеобщий доступ к 2020 году.

Поэтому за последние несколько лет Кения стала лидером в строительстве солнечных станций, не подключенных к сети. Солнечная энергетика стала альтернативой дорогим дизель-генераторам.

Усилия кенийского правительства поддержали многочисленные международные институты развития, включая Всемирный банк, немецкое агентство развития GIZ и Африканский банк развития (АБР). С момента запуска национальной политики обеспечения доступа к электроэнергии в сельских районах, маленькие солнечные электросети обеспечили электроэнергией более 30% живущих в отдаленных местах.

В Кении наблюдается бум стартапов и энергетических новаторов, в том числе энергокомпаний, которые специализируются на разработке мини-сетей, а также — других инновационных устройств для подзарядки, приготовления пищи и освещения. 

Например, рынок уличного освещения на солнечных панелях вырос на 200% с 2009 до 2013 года. Теперь их продажей занимаются более 1500 малых и средних предприятий.

Успех программы вдохновил Всемирный банк инициировать аналогичные программы в Гане, Эфиопии, Танзании. 

Индия

Индия является быстро растущей экономикой, с населением в 1,34 млрд человек, что немного меньше Китая. И энергия будет иметь решающее значение для развития страны. Прогнозируется, что Индия будет нуждаться в четверти мировой энергию. По этим причинам, происходящее в Индии будет влиять на глобальную энергетическую экономику.

Однако значительную долю своих потребностей Индия, похоже, решила закрыть чистой энергией. На уголь по-прежнему приходится 70% энергобаланса страны, но Индия постарается увеличить мощность возобновляемых источников энергии с нынешних 58 ГВт до 175 ГВт в 2022 году. 

Благодаря внедрению «зеленых» аукционов, в Индии создался наиболее конкурентный рынок возобновляемых источников энергии в мире. В связи с ростом спроса на электроэнергию, владельцы станций конкурируют между собой на аукционах, что способствует снижению затрат. Об уровне конкуренции можно судить по 2016 году, когда предложение в 10 раз превышало мощности, вынесенные на тендер.

Такая инициативности, заставила правительство укротить свои угольные амбиции и сосредоточиться на возобновляемых источниках энергии. В результате сокращения затрат государство готовится к выводу из эксплуатации угольных электростанций, которых планируют заменить солнечными и ветровыми.

Кроме того, Индия планирует построить первую в мире плавающую солнечную электростанцию и минимум 10 ГВт мощностей ВИЭ в следующие три года. 

Исландия

Исландия известна своими умопомрачительными природными пейзажами, но также это страна с одним из самым высоких уровней проникновения возобновляемых источников энергии в национальном энергобалансе в мире и самым высоким среди европейских стран.

В настоящее время, геотермальная, гидро- и ветровая энергетика обеспечивают 100% потребностей в электроэнергии Исландии. Почти 75% обеспечивается гидроэлектростанциями, остальное — геотермальными источниками.

Более 90% потребности страны в горячей воде и тепле также обеспечиваются за счет геотермальной энергии. 

В 2016 году Исландия закрыла 76% всех потребностей 300 тыс. граждан в энергии за счет возобновляемых источников энергии. 

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ – тема научной статьи по социальной и экономической географии читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Вестник Евразийской науки / The Eurasian Scientific Journal https://esi.today 2020, №5, Том 12 / 2020, No 5, Vol 12 https://esj.today/issue-5-2020.html URL статьи: https://esj.today/PDF/18NZVN520.pdf Ссылка для цитирования этой статьи:

Елисеева Е.Н., Сероокий В.Г. Использование нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии в России и в мире: ключевые тенденции и перспективы // Вестник Евразийской науки, 2020 №5, https://esj.today/PDF/18NZVN520.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.

For citation:

Eliseeva E.N., Serookiy V.G. (2020). Use of non-traditional (renewable) energy sources in Russia and in the world: key trends and prospects. The Eurasian Scientific Journal, [online] 5(12). Available at: https://esj.today/PDF/ 18NZVN520.pdf (in Russian)

УДК 620.9:005.52(100):502.174.3 ГРНТИ 44.01

Елисеева Евгения Николаевна

ФГБОУ ВО «Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации», Москва, Россия

Преподаватель Доцент кафедры «Экономика организации» Кандидат экономических наук E-mail: [email protected]

Сероокий Вадим Геннадиевич

ФГБОУ ВО «Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации», Москва, Россия

Студент

E-mail: [email protected]

Использование нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии в России и в мире: ключевые тенденции и перспективы

Аннотация. Автором был проведен анализ актуального состояния и перспектив использования возобновляемой энергетики в мире и в России. Определена важность и необходимость развития альтернативной энергетики в современных условиях, определено её место в топливно-энергетическом комплексе. Была осуществлена оценка как нормативно-правового регулирования альтернативной энергетики в России, так и ресурсной базы рассматриваемой страны. Приведены и проанализированы статистические данные, отражающие современное состояние возобновляемой энергетики в международном аспекте как по отдельным видам возобновляемых источников энергии, так и совокупное мировое производство электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии в целом. Из общего ряда государств, реализующих возобновляемую энергетику, отдельно выделена Австрия, как страна, анализ энергетической системы которой будет наиболее информативным. Австрия является лидером среди европейских стран по такому показателю, как доля возобновляемых источников — 75 %. В качестве непосредственного примера было выбрано предприятие Австрийские федеральные железные дороги «ÖBB», успешно внедряющее практику фокусировки на ВИЭ. Подробно проанализированы отдельные секторы возобновляемой энергетики, такие, как солнечная энергетика, ветряная энергетика, биомассовая энергетика, геотермальная энергетика, гидроэнергетика, энергия приливов и отливов. Проведена оценка степени развития альтернативной энергетики в России на основе статистических данных. В рамках этого проведена оценка ресурсной базы Российской

Федерации, определены наиболее перспективными регионами с точки зрения энергетического потенциала. В результате чего мы пришли к выводу, что наиболее плотная концентрация природных ресурсов, подходящих для реализации проектов возобновляемой энергетики, характерна для Южного федерального округа Российской Федерации.

Ключевые слова: возобновляемые источники энергии; альтернативная энергетика; генерация энергии; ресурсный потенциал; зеленая энергетика; энергетический потенциал; солнечная энергетика; ветряная энергетика; биомассовая энергетика; гидроэнергетика

В наши дни при удовлетворении человеческих потребностей в большей степени используются невозобновляемые источники энергии. Однако, безусловно, неисчерпаемые источники энергии также имеют огромный энергетический потенциал. В большинстве стран использование полезных ископаемых осуществляется иррационально и наносит непоправимый вред окружающей среде, что порождает необходимость регулирования в сфере эффективного использования и контроля за выбросами. Данные факторы способствуют ухудшению экологической обстановки и приводят к исчерпанию ресурсов, что может послужить началом энергетического кризиса и тепловой катастрофы.

Решением приведенных проблем может послужить альтернативная энергетика, главным критерием которой является использование нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии (ВИЭ). Нельзя переоценить актуальность рассматриваемой темы, поскольку с каждым днем добывающая промышленность наносит все больший урон окружающей среде, а традиционные источники энергии все же являются исчерпаемыми. Альтернативная энергетика решает сразу два этих вопроса, поскольку основными ее характеристиками является экологичность и возобновляемость.

Для полноценной характеристики альтернативной энергетики необходимо определить её место в топливно-энергетическом комплексе.

Под альтернативным источником энергии подразумевается метод, сооружение или устройство, позволяющее получать энергию и заменяющее собой традиционные источники энергии, функционирующие на угле, добываемом природном газе и нефти. Ввиду того, что возобновляемые источники энергии не только неисчерпаемы, а также безопасны и экологичны, многие развитые страны сфокусировались на форсированном развитии альтернативной энергетики. Примером могут служить такие страны, как Китай, производство электроэнергии которого на основе возобновляемых источников энергии составило 1 640 511 ГВт/ч за 2017 год, Канада — 432 159 ГВт/ч, Америка — 718 174 ГВт/ч, Бразилия — 465 568 ГВт/ч1. Специфика

1 The observatory of economic complexity. URL: https://oec.world/en/ (дата обращения: 21.11.19). Страница 2 из 11

Введение

Результаты

18NZVN520

данных стран заключается в весьма вариативных природных условиях, являющихся подходящими для различных видов возобновляемых источников энергии

В тоже время электростанции, функционирование которых основывается на использовании возобновляемых источников энергии, являются весьма требовательными к климатическим условиям района: наличие стабильной ветреной погоды или преимущественное количество солнечных дней в течение года. Ввиду этого эксплуатация данного типа электростанций носит весьма специфический и ограниченный характер [1, c. 11].

В структуре производственных издержек электростанций, основывающих свое действие на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), значительную долю занимают капитальные затраты на их строительство, в то время как расходы на утилизацию отходов и закупку топлива отсутствуют2. Электростанции на ВИЭ являются менее конкурентоспособными в условиях дешевизны топливных ресурсов, однако с каждым годом рентабельность инвестиций в альтернативную энергетику увеличивается ввиду роста стоимости топлива, а также развития технологий в возобновляемой энергетике [2, c. 69]. Говоря про конкретные примеры, можно выделить такую страну, как Австрию, которая с 2002 года инвестировала во внедрение ВИЭ порядка 3 млрд евро. Инвестиции в альтернативную энергетику наиболее рентабельными являются для стран Евросоюза, которые традиционно являются чистыми импортерами топливных ресурсов. Например, Италия, являясь одним из лидеров по импорту нефти, в последние несколько лет добилась положительных результатов в секторе ВИЭ: за 2009 год использование возобновляемых источников энергии увеличилось на 13,7 %, составив долю в энергопотреблении страны, равную 10,7 %.

В 2009 году директивой Евросоюза были обозначены «Цели 2020» в сфере электроэнергетики, которые заключаются в достижении к 2020 г.3:

• рост на 20 % генерации энергии на основе ВИЭ;

• рост на 20 % энергетической эффективности экономики;

• снижения выбросов парниковых газов на 20 % от уровня 1990 г.

Для всестороннего анализа мирового опыта развития ВИЭ необходимо провести анализ статистических данных, отражающих показатели общей генерации возобновляемой электроэнергии в мире в целом. Исходные статистические данные, на которых основаны расчеты, взяты с официального сайта Международного Агентства по возобновляемым источникам энергии IRENA (International Renewable Energy Agency), которое специализируется на поддержке использования всех форм возобновляемой энергии. Организация была создана в 2009 году и находится в Абу-Даби (ОАЭ) [3, c. 44].

Что касается общей выработки электроэнергии ВИЭ, то за последнее десятилетие наблюдалась чрезвычайно положительная тенденция (рисунок 1): с увеличением абсолютного производства электроэнергии с 2009 по 2017 год с 3 897 851 ГВт/ч до 6 190 948 ГВт/ч, с учетом относительной производительности прирост выработки электроэнергии составил 58,8 %4.

2 Портал про альтернативную энергию. URL: https://alter220.ru/voda/mini-ges.html (дата обращения: 21.11.19).

3 BELLONA. URL: https://bellona.ru/2019/08/12/vozobnovlyaemaya-energetika-menyaet-balans-sil-v-mire/ (дата обращения: 21.11.19).

4 Официальный сайт Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA). URL: https://www.irena.org (дата обращения: 21.11.19).

Совокупная генерация «зеленой» электроэнергии (ГВт*ч)

7000 000 6 000 000 5 000 000 4 000 000 3 000 000 2 000 000 1000 000 о

Рисунок 1. Тренд генерации возобновляемой электроэнергии 2009-2017 (составлено автором на основе данных IRENA)

Если рассматривать более детально структуру производства электроэнергии по регионам, то в 2009 году (диаграмма 2) большая часть производства приходилась на азиатский регион — 29,4 %, Северная Америка составила 21,7 %, Европа 20,9 % и Южная Америка 18 %. За последнее десятилетие структура совокупной генерации «зеленой» энергетики практически не изменилась (рисунок 3). Лидерами на мировом рынке «зеленой» энергетики является Азиатский регион — 38,7 %, Европейский регион — 19,6 %, Северная Америка — 19,4 % и Южная Америка — 12,7 %. Однако по отдельным регионам очень значительная динамика наблюдается в азиатском (+9,3 %) и южноамериканском (минус 5,3 %) регионах.

Структура совокупной генерации «зеленой» электроэнергии (%) 2009

20,9

■ Африка • Азия ■ СНГ

• Европа • Ближний Втосток • Северная Америка

■ Южная Америка

Рисунок 2. Структура генерации возобновляемой электроэнергии 2009 (составлено автором на основе данных IRENA)

Структура совокупной генерации «зеленой» электроэнергии (%) 2017

■ Африка ■ Азия ■ СНГ

■ Европа ■ Ближний Втосток ■ Северная Америка

■ Южная Америка

Рисунок 3. Структура генерации возобновляемой электроэнергии 2017 (составлено автором на основе данных IRENA)

Среди различных государств, продающих возобновляемые источники энергии, отдельно необходимо остановится на Австрии, как на одной из лидирующих стран по доле возобновляемой энергетики в структуре производимых энергоресурсов, которая составляет 75 %. 38 000 рабочих мест было создано благодаря развитию альтернативной энергетики в Нижней Австрии, но ожидается, что к 2030 г. их число вырастет до 50 000 [5, с. 217].

На территории Австрии осуществляют свою деятельность следующие энергетические компании5:

1. Andritz Hydro (строительство ГЭС).

2. ContourGlobal (владение ВИЭ активами).

3. Fronius (разработка и выпуск оборудования для СЭС).

4. Green Source (разработка проектов ВИЭ в Центральной и Восточной Европе).

5. Verbund (один из крупнейших производителей гидроэнергии в Европе).

6. Voith Hydro (производство турбин для ГЭС).

Рассматривая опыт реализации ВИЭ в масштабах конкретного предприятия, нельзя не обратить внимание на Австрийские федеральные железные дороги «ÖBB», являющиеся государственной железнодорожной компанией Австрии.

В течение последних нескольких лет, в соответствии с общегосударственной тенденцией перехода на «зеленую энергетику», ÖBB также успешно внедряет практику фокусировки на ВИЭ. 90 % перевозок данной компании являются электрифицированными, оставшиеся 10 % приходятся на транспорт, оборудованный электроаккумуляторами. Речь идет не только о железнодорожных перевозках, но и о автотранспорте компании. Электрификация оставшихся 10 % железных дорог является нецелесообразной ввиду низкого транспортного потока в данных регионах (рисунок 4).

Рисунок 4. Актуальное состояние электрификации железных дорог Австрии (источник: персональная презентация для стажеров «ОВВ»)5

В 2018 году железнодорожное сообщение стало полностью электрифицировано за счет «зелёной энергетики». Структура энергообеспечения представлена на рисунке 5. Карта

5 Возобновляемая энергия и ресурсы. URL: http://renewnews.ru/austriay (дата обращения: 21.11.19). Страница 5 из 11

расположения источников энергообеспечения приведена на рисунке 6. Для повышения энергоэффективности в сети железных дорог проектируется тип развязок, минимизирующий количество торможений и разгонов подвижных составов. Однако деятельность проводится не только в совершенствовании технологий, но и в сфере психологии персонала: многие работники допускают расточительное отношение к ресурсам компании, что является недопустимым. ОВВ также предпринимает меры по борьбе с данной проблемой.

Рисунок 5. Структура энергообеспечения ОВВ 2017 (источник: персональная презентация для стажеров «ОВВ»)

Рисунок 6. Расположение источников энергии, обеспечивающих функционирование железнодорожной сети (источник: персональная презентация для стажеров «ОВВ»)

Использование альтернативной энергетики в России возможно, прежде всего, с использованием статистических показателей. Так, в 2018 году общая установленная мощность ВИЭ в России составляет 54,7 ГВт, большая часть из них приходится на гидроэлектроэнергетику, что составляет 96,1 % или 52,6 ГВт. За исключением гидроэнергетики, доли других источников энергии относительно невелики: биоэнергетика -1,37 ГВт (2,5 %), солнечная энергия — 584 МВт, ветер — 102 МВт, геотермальная энергия -74 МВт., 2 МВт приливная энергетика. Если сравнить общую установленную мощность (54,7 ГВт) с общей установленной мощностью (258 ГВт), то доля общей мощности ВИЭ в установленной мощности составляет 21,2 %, но без учета гидроэлектроэнергии доля установленной мощности составляет ВИЭ составляет всего 0,8 %. В период 2015-2018 годов эти показатели увеличились на 1 %, составив 20,2 % и 0,5 % соответственно в 2015 году [6, с. 25].

Нормативно-правовое регулирование деятельности ВИЭ в России осуществляется на основе следующих нормативно-правовых актов:

1. Федеральный закон от 26.03.2003 № 35-Ф3 «Об электроэнергетике». Данный нормативно-правовой акт приводит определение возобновляемым источникам

18NZVN520

2.

3.

энергии, устанавливает полномочия органов государственной власти в сфере поддержки и регулирования использования ВИЭ, описывает механизмы государственного регулирования использования ВИЭ.6

Распоряжение Правительства РФ от 08.01.2009 № 1-р «Об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года». Данный нормативно-правовой акт определяет принципы и цели использования ВИЭ, содержит целевые показатели объема производства и потребления электроэнергии, произведенной на ВИЭ.

Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года (одобрена распоряжением Правительства РФ от 22.02.2008 № 215-р). В данной схеме содержатся прогнозы возможностей развития электростанций на базе возобновляемых и нетрадиционных источников энергии.

Распоряжение Правительства РФ от 04.10.2012 № 1839-р «Об утверждении комплекса мер стимулирования производства электрической энергии генерирующими объектами, функционирующими на основе использования возобновляемых источников энергии».

Для комплексного анализа возобновляемых источников энергии и перспектив их реализации необходимо оценить ресурсную базу Российской Федерации.

Солнечная энергия. Ввиду того, что Россия имеет достаточно обширную протяженность территории: расположение между 41 и 82 градусами северной широты, ей присущ значительный потенциал в области использования солнечной энергетики [7, с. 304].

Проведя анализ карты солнечных ресурсов России, представленной на рисунке 7, был выявлен ряд регионов, наиболее перспективных с точки зрения развития солнечной энергетики.

Потенциалом использования солнечной энергии обладает ряд регионов на юго-западе и на юго-востоке страны. Юго-западные регионы.

4.

Рисунок 7. Карта солнечных ресурсов Российской Федерации (источник: экономика и финансы ТЭК: учебник / Эскиндаров М.А., под ред., Шаркова А.В.)

6 Федеральный закон от 26.03.2003 № 35-Ф3 «Об электроэнергетике» [Электронный ресурс]. -www.consultant.ru. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_41502/ (дата обращения: 09.05.2018).

Энергия ветра. Ветроэнергетический потенциал имеет неравномерное распределение по территории России. Карта ветровых ресурсов, которая представлена на рисунке 8, иллюстрирует расположение ветроэнергетических ресурсов на высоте 50 метром над уровнем земли. В соответствии с представленной картой, наибольшие значения средней скорости ветра сосредоточены вдоль берегов Берингова, Карского, Баренцева и Охотского морей, а также на юге страны — Черное и Каспийское море. Относительно высокая скорость ветра (5-6 м/с) наблюдается в следующих районах: побережья Чукотского, Восточно-Сибирского морей, Японского моря на востоке и моря Лаптевых на севере. Значительные ветроэнергетические ресурсы также сосредоточены в районах Нижнего и Среднего Поволжья, в степных районах Западной Сибири, на Урале, на Байкале.

Рисунок 8. Карта ветровых ресурсов Российской Федерации (источник: экономика и финансы ТЭК: учебник / Эскиндаров М.А., под ред., Шаркова А.В.)

Биомассовая энергия. В России каждый год по разным отраслям народного хозяйства производится порядка 300 млн. тонн отходов. На данный момент имеющийся потенциал используется недостаточно: имеются единичные опытные установки по переработке ТБО, эксплуатационные характеристики которых нельзя признать удовлетворительными для широкого промышленного использования.

Главный критерий при получении энергии из биомассы — близость энергопроизводства к источнику сырья, это позволяет получать достаточное количество относительно недорогой энергии. Наиболее перспективные районы для получения энергии из биомассы в России -Краснодарский край, Черноземье, юг Сибири и центральная часть России.

Геотермальные источники энергии. Геотермальная энергия занимает первое место в России по экономическому потенциалу: 115 млн тонн условного топлива (т.у.т.) в год, однако запасы геотермальных вод используются лишь на 5 % [8, c. 67].

На рисунке 9 представлена карта геотермальных ресурсов России. На её основе выделяются следующие регионы, обладающие наибольшим потенциалом с точки зрения развития геотермальной энергетики: Курильские острова, полуостров Сахалин, Камчатка, Ставропольский и Краснодарский край, республики Ингушетия и Дагестан, Тюменская, Томская, Омская и Новосибирская области [9, c. 311]. Необходимо подчеркнуть, что расположение основных геотермальных источников в России является экономически

невыгодным: Курильские острова, Камчатка и Сахалин характеризуются высокой сейсмичностью, малонаселенностью, низким уровнем развития инфраструктуры, сложным рельефом местности.

Рисунок 9. Карта геотермальных ресурсов Российской Федерации (источник: экономика и финансы ТЭК: учебник / Эскиндаров М.А., под ред., Шаркова А.В.)

Приливная энергетика. Наиболее перспективные районы для развития приливной энергетики — Охотское и Белое моря, для которых характерны самые большие приливы на территории России: в Пенжинской (17 метров), Гижигинской (13 метров) и Мезенской губе. Если говорить про западную и южную часть России, то строительство приливных электростанций в данных регионах нецелесообразно — в Черном и Балтийском морях приливы измеряются лишь сантиметрами [10, с. 15].

Малая гидроэнергетика. Основные показатели, по которым производится оценка гидроэнергетического потенциала региона: наличие значительных перепадов высот рельефа и водность рек7. Наиболее перспективными регионами с точки зрения гидроэнергетического потенциала является восточная и средняя Сибирь, для которой характерен горный рельеф, множество средних и малых рек. На остальной территории России по гидроэнергетическому потенциалу выделяются горные республики Северного Кавказа и Кольский полуостров. Природные условия, которые характерны для европейской части России, могут обеспечить генерацию электроэнергии на МГЭС, полностью удовлетворяющую потребности районов, экономика которых ориентирована на сельское хозяйство. Минимальным потенциалом обладают засушливые районы Западной Сибири и юга России.

Заключение

Таки образом, в рамках данной статьи был проведен анализ актуального состояния и перспектив использования возобновляемой энергетики в мире и в России. Была осуществлена оценка как нормативно-правового регулирования альтернативной энергетики в России, так и ресурсной базы рассматриваемой страны. В результате чего мы пришли к выводу, что наиболее

7 Официальный сайт компании РусГидро. URL: http://www.rushydro.ru/upload/iblock/8b1/Prezentatsiya-zamestitelya-generalnogo-direktora-OAO-UK-GidroOGK-K.E.-Frolova.pdf (дата обращения: 21.11.19).

плотная концентрация природных ресурсов, подходящих для реализации проектов возобновляемой энергетики, характерна для Южного федерального округа Российской Федерации. В перспективе в дальнейших исследованиях будет произведена более детальная оценка природных и экономических факторов, а также перспектив перехода региона на альтернативную энергетику.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дегтярев К.С., Залиханов А.М., Соловьев А.А., Соловьев Д.А. К вопросу об экономике возобновляемых источников энергии // Энергия: экономика, техника, экология. 2016. №10. С. 10-20.

2. Посысаев Ю.Ю. Конкуренция альтернативных видов энергии на мировом рынке // Российский внешнеэкономический вестник. 2014. №8. С. 68-88.

3. Проскурякова Л.Н., Ермоленко Г.В. Возобновляемая энергетика 2030: глобальные вызовы и долгосрочные тенденции инновационного развития / Л.Н. Проскурякова, Г.В. Ермоленко; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики». -М.: НИУ ВШЭ, 2017. — 96 с.

4. Поломошина М.А. Анализ влияния распределенной генерации на развитие мировой электроэнергетики // Образование и наука в России и за рубежом. 2020. №3(67). С. 44-48

5. Сероокий В.Г., Елисеева Е.Н. Тенденции развития альтернативной энергетики // Экономика отраслевых рынков: формирование, практика и развитие: Сборник материалов IV Всероссийской научной конференции. — М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2020. — С. 217-220.

6. Сапаров М.И., Ермоленко Г.В. Сводный отчет по ключевым вопросам экологии, энергоэффективности и ВИЭ в электроэнергетике государств-участников СНГ за 2017-2018 годы. Москва, 2019. — 61 с.

7. Керимов И.А., Дебиев М.В., Магомадов Р.А-М., Хамсуркаев Х.И. Ресурсы солнечной и ветровой энергии // Инженерный вестник Дона. 2012. №11. С. 302312.

8. Сорокин А.А., Абрамова И.А. Ветроэнергетика в условиях Оренбургской области // Известия ОГАУ. 2014. №2. С. 66-69.

9. Состояние и перспективы использования геотермальных ресурсов в Российской Федерации / С.В. Черкасов, Т.Г. Чурикова, Л.Р. Бекмурзаева и др. // GEOENERGY. Материалы Международной научно-практической конференции. Грозный, 19-21 июня 2015 г. — Типография АЛЕФ Махачкала, 2015. — С. 303-322

10. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии для получения теплоты в системах теплоснабжения: энергия воды океанов, морей и рек [Текст]: Методическая разработка: сост. Г.М. Климов. — Н. Новгород: ННГАСУ, 2013. -43 с.

Eliseeva Evgeniya Nikolaevna

Financial university under the Government of the Russian Federation, Moscow, Russia

E-mail: [email protected]

Serookiy Vadim Gennadievich

Financial university under the Government of the Russian Federation, Moscow, Russia

E-mail: [email protected]

Use of non-traditional (renewable) energy sources in Russia and in the world: key trends and prospects

Abstract. The author analyzed the current state and prospects of using renewable energy in the world and in Russia. The importance and necessity of alternative energy development in modern conditions is determined, and its place in the fuel and energy complex is determined. An assessment was made of both the legal regulation of alternative energy in Russia and the resource base of the country under consideration. Statistical data are presented and analyzed that reflect the current state of renewable energy in the international aspect, both for individual types of renewable energy sources, and the total world electricity production based on renewable energy sources in General. Out of the total number of countries that implement renewable energy, Austria is singled out as the country whose energy system analysis will be the most informative. Austria is the leader among European countries in terms of the share of renewable sources — 75 %. As a direct example, the Austrian Federal Railways company «OBB» was chosen, which successfully implements the practice of focusing on renewable energy sources. Individual sectors of renewable energy, such as solar energy, wind energy, biomass energy, geothermal energy, hydroelectric power, and tidal energy, are analyzed in detail. The assessment of the degree of development of alternative energy in Russia is based on statistical data. As part of this, the resource base of the Russian Federation was evaluated and the most promising regions were identified in terms of energy potential. As a result, we came to the conclusion that the most dense concentration of natural resources suitable for renewable energy projects is typical for the southern Federal district of the Russian Federation.

Keywords: renewable energy sources; alternative energy; energy generation; resource potential; green energy; energy potential; solar energy; wind energy; biomass energy; hydropower

Law firm Rojs, Peljhan, Prelesnik & partners, o.p., d.o.o.

Энергетика — Law firm Rojs, Peljhan, Prelesnik & partners, o.p., d.o.o.

Юридическая фирма

Специализация

Либерализованные энергетические рынки сталкиваются с растущим регулированием и регулятивным контролем. Сложная законодательная база в сфере энергетики требует интегрированных знаний, которыми мы обладаем. Своим клиентам, осуществляющим деятельность на энергетических рынках, в числе которых производители, поставщики, трейдеры, потребители либо операторы систем, банки, финансовые учреждения и другие лица, стремящиеся воспользоваться коммерческими возможностями, которые предоставляют энергетические рынки, мы предлагаем инновационные бизнес-решения, а также помогаем преодолевать проблемы, сопряженные со сложными регулятивными требованиями.

Мы предоставляем консультации по вопросам выхода на рынки электроэнергии и газа Словении, по обязательствам в части торговли и отчетности. Мы представляем интересы клиентов в регулятивном ведомстве и судах Словении в спорах относительно доступа к энергосистеме. Мы специализируемся на использовании возобновляемых источников энергии, а также на действующей в Словении схеме обеспечения подачи электроэнергии для ВИЭ/ТЭЦ.

Имея опыт работы с нормативно-правовой базой регулирования энергетики, мы также предоставляем консультации по вопросам либо оказываем поддержку в части разработки нормативно-правовых актов в сфере энергетики. Члены рабочей группы фирмы по вопросам энергетики обладают обширными знаниями и опытом в вопросах нормативного регулирования, а также в корпоративно-/коммерческо-правовых вопросах в энергетическом секторе. Члены данной рабочей группы фирмы неоднократно читали лекции на тему законодательной базы энергетических рынков Словении, а также активно участвовали в деятельности рабочих групп различных групп интересов (в числе которых «EURELECTRIC» и «EUROPEX»). В настоящее время рабочая группа фирмы по вопросам энергетики делает основной упор на консультирование отечественных и зарубежных корпоративных клиентов из разных секторов энергетики (производителей, дистрибьюторов и трейдеров).

Клиенты, которым мы предоставляли консультации:

  • Иностранная ведущая энергогенерирующая компания по вопросам выхода на энергетический рынок Словении и урегулирования нормативных, корпоративных и других вопросов и процедур
  • Клиент по вопросам реорганизации функционирования распределительной системы на территории Словении
  • Владелец крупнейшего в Словении поставщика газа/нефтеперерабатывающего завода по различным процедурам, включая реорганизацию входящих в группу компаний
  • Клиент в процессе слияния двух крупнейших в Словении трейдеров электроэнергии
  • Клиент по вопросам аудита одного из крупнейших в Словении инвестиционных проектов в области энергетики
  • Ведущий словенский трейдер электроэнергии в споре с иностранным трейдером электроэнергии касательно приема-передачи электроэнергии на основании рамочного договора Европейской федерации энерготрейдеров (EFET)
  • Клиент в рамках крупного международного арбитражного дела касательно иностранной инвестиции в производство электроэнергии
  • Ведущая мировая компания, специализирующаяся на разработке, строительстве и эксплуатации генерирующих мощностей по производству возобновляемой энергии (ветряной, солнечно-фотогальванической и биомассовой), касательно проекта ветропарка на территории Словении

Наши эксперты

Другой клиент похвально отзывается об ориентированном на клиента подходе юристов фирмы: «Они по всем вопросам работают очень четко и разумно, причем всегда в сотрудничестве с клиентом. В ходе процесса они также принимают во внимание расходы и другие значимые для клиента последствия».

— Chambers Europe

© RPPP 2018

Объяснение биомассы — Управление энергетической информации США (EIA)

Биомасса — возобновляемая энергия растений и животных

Биомасса — это возобновляемый органический материал, получаемый из растений и животных. Биомасса была крупнейшим источником общего годового потребления энергии в США до середины 1800-х годов. Биомасса продолжает оставаться важным топливом во многих странах, особенно для приготовления пищи и обогрева в развивающихся странах. Использование топлива из биомассы для транспорта и производства электроэнергии расширяется во многих развитых странах в качестве средства предотвращения выбросов углекислого газа в результате использования ископаемого топлива.В 2020 году биомасса обеспечивала почти 5 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ) ​​и около 5% от общего объема потребления первичной энергии в Соединенных Штатах.

Биомасса содержит накопленную химическую энергию солнца. Растения производят биомассу посредством фотосинтеза. Биомассу можно сжигать непосредственно для получения тепла или преобразовывать в возобновляемое жидкое и газообразное топливо с помощью различных процессов.

  • Отходы древесины и деревообработки — дрова, древесные гранулы и щепа, опилки и отходы пиломатериалов и мебели, а также черный щелок целлюлозно-бумажных комбинатов
  • Сельскохозяйственные культуры и отходы — кукуруза, соя, сахарный тростник, просо, древесные растения и водоросли, а также остатки сельскохозяйственных культур и пищевых продуктов
  • Биогенные материалы в твердых бытовых отходах — бумага, изделия из хлопка и шерсти, а также пищевые, дворовые и древесные отходы
  • Навоз животных и бытовые сточные воды

Источник: по материалам Национального энергетического образовательного проекта (общественное достояние)

Источник: по материалам Национального энергетического образовательного проекта (общественное достояние)

Преобразование биомассы в энергию

Биомасса преобразуется в энергию с помощью различных процессов, в том числе:

  • Прямое сжигание (сжигание) для получения тепла
  • Термохимическая конверсия для производства твердого, газообразного и жидкого топлива
  • Химическая переработка для производства жидкого топлива
  • Биологическая конверсия для производства жидкого и газообразного топлива

Прямое сжигание — наиболее распространенный метод преобразования биомассы в полезную энергию.Всю биомассу можно сжигать непосредственно для обогрева зданий и воды, для получения тепла в промышленных процессах и для выработки электроэнергии в паровых турбинах.

Термохимическая конверсия биомассы включает пиролиз и газификацию . Оба являются процессами термического разложения, в которых исходные материалы биомассы нагреваются в закрытых емкостях под давлением, называемых газификаторами , при высоких температурах. В основном они различаются температурами процесса и количеством кислорода, присутствующего в процессе конверсии.

  • Пиролиз включает нагрев органических материалов до 800–900 o F (400–500 o C) при почти полном отсутствии свободного кислорода. При пиролизе биомассы производятся такие виды топлива, как древесный уголь, бионефть, возобновляемое дизельное топливо, метан и водород.
  • Гидроочистка используется для обработки бионефти (производимой методом быстрого пиролиза ) водородом при повышенных температурах и давлениях в присутствии катализатора для производства возобновляемого дизельного топлива, возобновляемого бензина и возобновляемого реактивного топлива.
  • Газификация включает нагрев органических материалов до 1400–1700 o F (800–900 o C) с нагнетанием контролируемых количеств свободного кислорода и / или пара в емкость для получения газа, обогащенного монооксидом углерода и водородом, называемого синтез-газом. или синтез-газ . Синтез-газ можно использовать в качестве топлива для дизельных двигателей, для отопления и для выработки электроэнергии в газовых турбинах. Его также можно обработать, чтобы отделить водород от газа, и водород можно сжигать или использовать в топливных элементах.Синтез-газ может быть дополнительно переработан для получения жидкого топлива с использованием процесса Фишера-Тропша.

Процесс химического преобразования, известный как переэтерификация , используется для преобразования растительных масел, животных жиров и жиров в метиловые эфиры жирных кислот (FAME), которые используются для производства биодизельного топлива.

Биологическая конверсия включает ферментацию для преобразования биомассы в этанол и анаэробное сбраживание для производства возобновляемого природного газа. Этанол используется в качестве автомобильного топлива.Возобновляемый природный газ — также называемый биогаз или биометан — производится в анаэробных варочных котлах на очистных сооружениях, а также на молочных и животноводческих предприятиях. Он также образуется на свалках твердых отходов и может улавливаться ими. Правильно очищенный возобновляемый природный газ используется так же, как ископаемый природный газ.

Исследователи работают над способами улучшения этих методов и разработки других способов преобразования и использования большего количества биомассы для получения энергии.

Сколько биомассы используется для получения энергии?

В 2020 году биомасса обеспечила около 4532 триллионов британских тепловых единиц (ТБТЕ), или около 4.5 квадриллионов британских тепловых единиц, что составляет около 4,9% от общего потребления первичной энергии в США. Из этого количества около 2101 TBtu приходилось на древесину и древесную биомассу, 2000 TBtu приходилось на биотопливо (в основном этанол) и 430 TBtu приходилось на биомассу в городских отходах.

Объемы (в ТБТЕ) и процентные доли от общего потребления энергии биомассы в США потребителями в 2020 году составили:

На промышленность и транспорт приходится наибольшая доля энергии с точки зрения содержания энергии и наибольшая процентная доля от общего годового U.Потребление биомассы S. В деревообрабатывающей и бумажной промышленности биомасса используется в теплоэлектроцентралях для производства тепла и электроэнергии для собственных нужд. На жидкое биотопливо (этанол и дизельное топливо на основе биомассы) приходится большая часть потребления биомассы транспортным сектором.

В жилом и коммерческом секторах для отопления используются дрова и древесные гранулы. Коммерческий сектор также потребляет, а в некоторых случаях продает возобновляемый природный газ, произведенный на муниципальных очистных сооружениях и на свалках отходов.

В электроэнергетике используются отходы древесины и биомассы для производства электроэнергии для продажи другим секторам.

Последнее обновление: 8 июня 2021 г.

Биомасса и окружающая среда — Управление энергетической информации США (EIA)

Использование биомассы для производства энергии имеет положительные и отрицательные последствия

Биомасса и биотопливо из биомассы являются источниками энергии, альтернативными ископаемым видам топлива — углю, нефти и природному газу.При сжигании ископаемого топлива или биомассы выделяется двуокись углерода (CO2), парниковый газ. Однако растения, которые являются источником биомассы для получения энергии, в процессе фотосинтеза улавливают почти такое же количество CO2, которое выделяется при сжигании биомассы, что может сделать биомассу углеродно-нейтральным источником энергии. 1

Горящая древесина

Использование древесины, древесных гранул и древесного угля для отопления и приготовления пищи может заменить ископаемое топливо и может привести к снижению выбросов CO2 в целом.Древесину можно заготавливать в лесах, на лесных участках, которые необходимо прореживать, или с городских деревьев, которые падают или которые нужно срубить.

Древесный дым содержит вредные загрязнители, такие как окись углерода и твердые частицы. Современные дровяные печи, печи на гранулах и каминные топки могут уменьшить количество твердых частиц, образующихся при сжигании дров. Древесина и древесный уголь являются основными видами топлива для приготовления пищи и отопления в бедных странах, но если люди заготавливают древесину быстрее, чем деревья могут расти, это вызывает вырубку лесов.Посадка быстрорастущих деревьев в качестве топлива и использование экономичных кухонных плит может помочь замедлить вырубку лесов и улучшить окружающую среду.

Просыпь проса, выращиваемая на опытном участке для производства биомассы

Источник: Wikimedia Commons (общественное достояние)

Сжигание твердых бытовых отходов (ТБО) или древесных отходов

Сжигание твердых бытовых отходов (ТБО) или мусора на заводах по переработке отходов может привести к уменьшению количества отходов, захороненных на свалках.С другой стороны, сжигание мусора приводит к загрязнению воздуха и выбрасывает в воздух химические вещества и вещества, содержащиеся в отходах. Некоторые из этих химикатов могут быть опасными для людей и окружающей среды, если они не контролируются должным образом.

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) применяет строгие экологические правила к предприятиям по переработке отходов в энергию, которые требуют, чтобы предприятия по переработке отходов в энергию использовали устройства контроля загрязнения воздуха, такие как скрубберы, тканевые фильтры и электростатические осадители для улавливания загрязнителей воздуха.

Скрубберы очищают выбросы от предприятий по переработке отходов в энергию путем распыления жидкости в дымовые газы для нейтрализации кислот, присутствующих в потоке выбросов. Тканевые фильтры и электрофильтры также удаляют частицы из дымовых газов. Затем частицы, называемые летучей золой, смешиваются с золой, которая удаляется со дна печи для получения энергии.

Печь для получения энергии из отходов горит при высоких температурах (от 1800 ° F до 2000 ° F), которые расщепляют химические вещества в ТБО на более простые и менее вредные соединения.

Удаление золы от мусоросжигательных заводов

Зола от заводов по переработке отходов в энергию может содержать высокие концентрации различных металлов, которые присутствовали в исходных отходах. Текстильные красители, печатные краски и керамика, например, могут содержать свинец и кадмий.

Разделение отходов перед сжиганием может частично решить проблему. Поскольку аккумуляторные батареи являются крупнейшим источником свинца и кадмия в бытовых отходах, их не следует выбрасывать в обычный мусор.Люминесцентные лампы также не следует выбрасывать в обычный мусор, поскольку они содержат небольшое количество ртути.

EPA проверяет золу от предприятий по переработке отходов в энергию, чтобы убедиться, что она не опасна. Тест ищет химические вещества и металлы, которые могут загрязнить грунтовые воды. Некоторые свалки ТБО используют золу, которая считается безопасной, в качестве покровного слоя для их свалок, а часть золы ТБО используется для изготовления бетонных блоков и кирпичей.

Сбор свалочного газа или биогаза

Биогаз образуется в результате биологических процессов на очистных сооружениях, на свалках отходов и в системах обращения с навозом.Биогаз состоит в основном из метана (парниковый газ) и CO2. Многие предприятия, производящие биогаз, улавливают его и сжигают метан для получения тепла или выработки электроэнергии. Эта электроэнергия считается возобновляемой и во многих штатах способствует соблюдению государственных стандартов портфеля возобновляемых источников энергии (RPS). Эта электроэнергия может заменить выработку электроэнергии из ископаемого топлива и может привести к чистому сокращению выбросов CO2. При сжигании метана образуется CO2, но поскольку метан является более сильным парниковым газом, чем CO2, общий парниковый эффект ниже.

Жидкое биотопливо: этанол и биодизель

Биотопливо — это транспортное топливо, такое как этанол и дизельное топливо на основе биомассы. Федеральное правительство продвигает биотопливо в качестве транспортного топлива, чтобы помочь сократить импорт нефти и выбросы CO2. В 2007 году правительство США поставило цель использовать к 2022 году 36 миллиардов галлонов биотоплива. В результате почти весь бензин, продаваемый в настоящее время в Соединенных Штатах, содержит некоторое количество этанола.

Биотопливо может быть углеродно-нейтральным, поскольку растения, которые используются для производства биотоплива (например, кукуруза и сахарный тростник для этанола и соевые бобы и масличные пальмы для биодизеля), поглощают CO2 по мере своего роста и могут компенсировать выбросы CO2 при производстве биотоплива и сгорел.

Выращивание растений для производства биотоплива вызывает споры, потому что земля, удобрения и энергия для выращивания биотопливных культур могут использоваться вместо этого для выращивания продовольственных культур. В некоторых частях мира большие площади естественной растительности и лесов были вырублены для выращивания сахарного тростника для производства этанола и соевых бобов и масличных пальм для производства биодизеля. Правительство США поддерживает усилия по разработке альтернативных источников биомассы, которые не конкурируют с продовольственными культурами и используют меньше удобрений и пестицидов, чем кукуруза и сахарный тростник.Правительство США также поддерживает методы производства этанола, которые требуют меньше энергии, чем обычная ферментация. Этанол также можно производить из макулатуры, а биодизель можно производить из отработанного жира, масел и даже водорослей.

Смеси этанола и бензина с этанолом горят чище и имеют более высокое октановое число, чем чистый бензин, но имеют более высокие выбросы в результате испарения и из топливных баков и распределительного оборудования. Эти выбросы в результате испарения способствуют образованию вредного приземного озона и смога.Бензин требует дополнительной обработки, чтобы уменьшить выбросы в результате испарения, прежде чем он будет смешан с этанолом. При сжигании биодизеля образуется меньше оксидов серы, твердых частиц, оксида углерода и меньше несгоревших и других углеводородов, но при этом образуется больше оксида азота, чем при сжигании нефтяного дизельного топлива.

1 См. Примечание 2: Учет выбросов диоксида углерода в результате сжигания энергии биомассы в примечании к разделу «Окружающая среда» Ежемесячного обзора энергетики .

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Древесина и древесные отходы — Управление энергетической информации США (EIA)

Биомасса — древесина и древесные отходы

Люди использовали древесину для приготовления пищи, отопления и освещения на протяжении тысячелетий. Древесина была основным источником энергии для Соединенных Штатов и остального мира до середины 1800-х годов. Древесина продолжает оставаться важным топливом во многих странах, особенно для приготовления пищи и отопления в развивающихся странах.

В 2020 году около 2,3% от общего годового потребления энергии в США приходилось на древесину и древесные отходы — кору, опилки, древесную щепу, древесный лом и отходы бумажных фабрик. 1

Гибридная щепа тополя выгружается в Крукстоне, Миннесота

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Министерство энергетики США (общественное достояние)

Использование древесины и древесных отходов

На промышленность приходится большая часть потребления топлива из древесины и древесных отходов в Соединенных Штатах.Крупнейшими промышленными потребителями являются производители изделий из дерева и бумаги. Они используют отходы лесопилок и бумажных фабрик для производства пара и электричества, что экономит деньги, поскольку снижает количество других видов топлива и электроэнергии, которые они покупают для работы своих предприятий. В 2020 году на древесину и древесные отходы приходилось около 5,5% конечного потребления энергии в промышленности и 4,4% от общего потребления энергии в промышленности. 2

Жилой сектор является вторым по величине потребителем древесины для производства энергии в Соединенных Штатах.Древесина используется в домах по всей территории Соединенных Штатов для отопления в качестве шнура в каминах и дровяных приборах, а также в качестве пеллет в печах на гранулах. В 2020 году на энергию из древесины приходилось 4,0% конечного потребления энергии в жилищном секторе и 2,2% от общего потребления энергии в жилищном секторе. В 2015 году около 12,5 миллионов, или 11% всех домохозяйств в США, использовали древесину в качестве источника энергии, в основном для отопления помещений, а 3,5 миллиона из этих домохозяйств, в основном в сельской местности, использовали древесину в качестве основного топлива для отопления. 2

В секторе электроэнергетики есть несколько электростанций, которые сжигают в основном древесину для выработки электроэнергии, а также есть несколько угольных электростанций, которые сжигают древесную щепу с углем для сокращения выбросов диоксида серы. В основном древесина используется в коммерческом секторе для отопления.

  • промышленные 1376 ТБТЕ 65%
  • жилая 458 ТБТЕ 22%
  • электрическая мощность185 ТБТЕ 9%
  • коммерческий83 TBtu4%

1 Ежемесячный обзор энергопотребления , апрель 2021 г.
2 Конечное потребление энергии включает потребление первичной энергии плюс розничные продажи электроэнергии. Общее потребление энергии включает конечное потребление плюс потери энергии в электрической системе
3 Обследование энергопотребления в жилищном секторе за 2015 год

Последнее обновление: 11 мая 2021 г.

Энергия из отходов (MSW) — Управление энергетической информации США (EIA)

Энергия из твердых бытовых отходов

  • Биомасса или биогенные (продукты растительного или животного происхождения) материалы, такие как бумага, картон, пищевые отходы, скошенная трава, листья, древесина и изделия из кожи
  • Горючие материалы, не являющиеся биомассой, такие как пластмассы и другие синтетические материалы, изготовленные из нефти
  • Негорючие материалы, такие как стекло и металлы

В 2018 году около 12% из 292 миллионов тонн ТБО, произведенных в США, было сожжено на заводах по переработке отходов в энергию.

Установки, работающие на отходах, производят пар и электричество

ТБО обычно сжигают на специальных заводах по переработке отходов, которые используют тепло от огня для производства пара для выработки электроэнергии или обогрева зданий. В 2019 году 67 электростанций США выработали около 13 миллиардов киловатт-часов электроэнергии за счет сжигания почти 25 миллионов тонн горючих ТБО. На материалы из биомассы приходилось около 63% веса горючих ТБО и около 47% вырабатываемой электроэнергии.Остальная часть горючих ТБО представляла собой горючий материал, не связанный с биомассой, в основном пластик. Многие крупные свалки также вырабатывают электроэнергию, используя метан, который образуется при разложении биомассы на свалках.

Энергия из отходов — вариант обращения с отходами

Производство электроэнергии — лишь одна из причин сжигать ТБО. Сжигание отходов также снижает количество материала, который, вероятно, может быть захоронен на свалках.

Установки по переработке отходов в энергию превращают 2 000 фунтов мусора в золу весом от 300 до 600 фунтов, и они сокращают объем отходов примерно на 87%.

Энергия из отходов во всем мире

Многие страны используют заводы по переработке отходов в энергию для улавливания энергии из ТБО. Использование заводов по переработке отходов в энергию в некоторых европейских странах и в Японии относительно велико, отчасти из-за того, что в этих странах мало свободного места для свалок.

Последнее обновление: 30 ноября 2020 г.

Основы энергии биомассы | NREL

Энергия биомассы или «биоэнергия» — это энергия растений и растительных материалов.

Биомасса использовалась с тех пор, как люди начали сжигать древесину для приготовления пищи и хранения.
теплый. Древесина по-прежнему остается крупнейшим энергетическим ресурсом биомассы. Другие источники включают
пищевые культуры, травянистые и древесные растения, отходы сельского или лесного хозяйства, с высоким содержанием масел
водоросли, органический компонент бытовых и промышленных отходов. Даже пары
со свалок (которые содержат метан, основной компонент природного газа) могут быть использованы
как источник энергии биомассы.

Биомасса может использоваться для топлива, производства энергии и продуктов, которые в противном случае были бы сделаны из ископаемого топлива.

Видение

NREL заключается в разработке технологии для биоперерабатывающих заводов, которая будет преобразовывать биомассу в ряд ценных видов топлива, химикатов, материалов и
продукты — так же, как это делают нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы.

Биоэнергетические технологии

Биотопливо

Биотопливо — это транспортное топливо, такое как этанол и биодизель, созданное путем преобразования
биомасса в жидкое топливо для удовлетворения транспортных потребностей.Узнайте больше о биотопливе.

Biopower

Технологии Biopower преобразуют возобновляемое топливо из биомассы в тепло и электроэнергию, используя
один из трех процессов: горение, бактериальный распад и преобразование в газ / жидкое топливо.

Биопродукты

Помимо электричества и топлива, биомасса также может быть преобразована в химические вещества для производства пластмасс и других продуктов, которые обычно производятся из
нефть.

Преимущества биомассы

Биомасса может дать множество преимуществ.

Сокращение выбросов парниковых газов

Использование энергии биомассы может значительно сократить выбросы парниковых газов.
При сжигании биомассы выделяется примерно такое же количество углекислого газа, как при сжигании окаменелостей.
топливо.Однако ископаемое топливо выделяет миллионы углекислого газа, захваченного фотосинтезом.
лет назад — существенно «новый» парниковый газ. С другой стороны, биомасса высвобождает
углекислый газ, который в значительной степени уравновешивается углекислым газом, улавливаемым его собственным
рост (в зависимости от того, сколько энергии было потрачено на выращивание, сбор урожая и переработку топлива).
Однако исследования показали, что вырубка лесов для выращивания биомассы приводит к образованию углерода.
штраф, который окупается десятилетиями, поэтому лучше, если биомасса выращивается ранее
очищенная земля, например, недостаточно используемые сельскохозяйственные угодья.

Снижение зависимости от иностранной нефти

Использование биомассы может снизить зависимость от иностранной нефти, поскольку биотопливо является единственным
наличие возобновляемого жидкого транспортного топлива.

Поддержка сельскохозяйственной и лесной промышленности США

Энергия биомассы поддерживает сельское хозяйство и лесную промышленность США.Главный
в качестве сырья для производства энергии из биомассы используются отходы бумажных фабрик, отходы лесопилок и коммунальные
трата. В качестве топлива из биомассы наиболее распространенным сырьем, используемым сегодня, является кукурузное зерно (для
этанол) и соевые бобы (для биодизеля). В ближайшем будущем — и с разработкой NREL
технология — сельскохозяйственные остатки, такие как кукурузная солома (стебли, листья и шелуха
растения) и пшеничная солома. В долгосрочные планы входит выращивание и
использование специальных энергетических культур, таких как быстрорастущие деревья и травы, а также водоросли.Эти
сырье может устойчиво расти на землях, которые не будут поддерживать интенсивные продовольственные культуры.


Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации посетите сайт NREL Bioenergy Research или следующие ресурсы:

Глоссарий терминов по биомассе

Energy Kids Основы биомассы
Управление энергетической информации США Energy Kids

Основы биоэнергетики
U.S. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики

Что такое энергия биомассы и можно ли ее возобновлять?

Отходов нет, не хочу

Биомасса — это любое органическое вещество, такое как деревья, растения или отходы животноводства, которое можно использовать в качестве источника энергии. Энергия поступает от солнца в процессе фотосинтеза и высвобождается при сжигании или разложении биомассы.

Примите обязательство использовать чистую возобновляемую энергию в своей жизни с помощью плана Green Mountain Energy.

Посмотреть планы

Как это работает

Растительные отходы

Древесные и растительные отходы заводов и ферм можно сжигать для производства электроэнергии.

  1. Древесные отходы, опилки и отходы сельскохозяйственных культур собираются на фермах или производственных предприятиях
  2. Отходы сжигаются для нагрева воды и образования пара
  3. Пар направляется в турбину, которая вращается для питания генератора
  4. Генератор вырабатывает электричество и отправляет на линии передачи

Биогаз

Отходы, производимые коровами или другими сельскохозяйственными животными, создают газ, называемый метаном, который можно улавливать для производства электроэнергии.

  1. Отходы животных собираются в большом резервуаре или пруду с бактериями
  2. По мере того, как бактерии разлагают отходы (т.е. метан) выделяются
  3. Затем метан сжигается для нагрева воды и производства пара
  4. Пар вращает турбину генератора для выработки электроэнергии , который отправляется на линии электропередачи

Интересные факты

Биомасса является возобновляемым источником энергии, потому что деревья и урожай всегда можно выращивать

Биомасса существует с тех времен, когда человек сжигал дрова для отопления и приготовления пищи

вы когда-либо были возле костра или камина, вы были свидетелями получения энергии биомассы через сжигание древесины

Примите обязательство использовать чистую возобновляемую энергию в своей жизни с планом от Green Mountain Energy.

ЗАПИСАТЬСЯ СЕЙЧАС

ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ

Эта страница предназначена только для общеобразовательных целей. Предлагаемые продукты Green Mountain Energy не включают все указанные возобновляемые источники.

Что такое биомасса? Биомасса — это топливо, вырабатываемое из органических материалов

Что такое биомасса?

Биомасса — это топливо, которое вырабатывается из органических материалов, возобновляемый и устойчивый источник энергии, используемый для производства электричества или других форм энергии.

Некоторые примеры материалов, из которых состоит топливо из биомассы:

  • лом пиломатериалов;
  • лесной мусор;
  • отдельных сельскохозяйственных культур;
  • навоз; и
  • отходы некоторых видов.

При постоянном поступлении отходов — от строительных работ и сноса до древесины, не используемой в производстве бумаги, до твердых бытовых отходов — производство зеленой энергии может продолжаться бесконечно.

Биомасса является возобновляемым источником топлива для производства энергии, потому что:

  • отходы всегда будут существовать — в виде лома древесины, отходов производства и лесных ресурсов; и
  • правильно управляемых лесов всегда будет иметь больше деревьев, и у нас всегда будет урожай и остаточное биологическое вещество от этих культур.

ReEnergy Holdings — это компания, специализирующаяся на возобновляемых источниках энергии из отходов топлива и биомассы. Наши объекты собирают, обрабатывают и перерабатывают предметы для использования в качестве топлива, а также объекты зеленой энергетики, которые вырабатывают энергию из этих отходов.

Что такое энергия биомассы?

Энергия биомассы — это электричество с нулевым выбросом углерода, произведенное из возобновляемых органических отходов, которые в противном случае были бы выброшены на свалки, открыто сжигались или оставались в качестве корма для лесных пожаров.

При сжигании энергия биомассы выделяется в виде тепла.Если у вас есть камин, вы уже участвуете в использовании биомассы, поскольку дрова, которые вы сжигаете, являются топливом из биомассы.

На электростанциях, работающих на биомассе, древесные или другие отходы сжигаются для производства пара, который запускает турбину для производства электроэнергии или обеспечивает теплом промышленные предприятия и дома. К счастью, новые технологии — включая контроль загрязнения и технику сжигания — продвинулись до такой степени, что любые выбросы от сжигания биомассы на промышленных объектах, как правило, меньше, чем выбросы, производимые при использовании ископаемого топлива (угля, природного газа, нефти).ReEnergy включила эти технологии на свои объекты.

Проблемы с биомассой

Несмотря на то, что процесс производства электричества одинаков, используется ли топливо из биомассы или ископаемое топливо, оборудование, необходимое на заводе, отличается. Все электростанции ReEnergy были оснащены оборудованием и модернизированы новые объекты, позволяющие сжигать биомассу.

Как и в любом процессе производства электроэнергии, предприятию требуется постоянная подача топлива.Во всех случаях у ReEnergy есть поставщики, которые обеспечивают стабильный поток биомассы, и она привлекает других поставщиков, чтобы обеспечить наличие на объектах того, что им нужно. Кроме того, мы производим топливо для других потребителей биомассы, а также другие продукты на наших предприятиях по переработке.

При сгорании могут образовываться выбросы и пепел. На наших предприятиях используются современные процессы очистки, благодаря которым выбросы не превышают нормативные уровни штата, и мы повторно используем золу.

Биомасса и США

Топливо из биомассы обеспечивало около 4 процентов энергии, использованной в США в 2010 году.Из них около 46 процентов приходилось на древесину и древесную биомассу, 43 процента приходилось на биотопливо (в основном этанол) и около 11 процентов приходилось на муниципальные отходы. Исследователи пытаются разработать способы сжигания большего количества биомассы и меньшего количества ископаемого топлива. Использование биомассы для производства энергии сокращает количество отходов и выбросы парниковых газов.

Биомасса предлагает другие важные экологические и потребительские преимущества, включая улучшение здоровья лесов, защиту качества воздуха и предоставление наиболее надежного возобновляемого источника энергии.

Здесь вы можете прочитать о том, как мы превращаем биомассу и другие отходы в энергию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.