基于可再生能源的设施能源效率评估

目前，世界上许多国家都越来越多地朝着节约资源的方向发展。近年来，世界能源生产结构发生了变化，不可再生能源比重下降，可再生能源比重上升。 可再生能源 (RES)... 发展最活跃的 RES 产业是太阳能和风能。

传统上，以下原因有助于可再生能源的发展：

• 地球领土上的分布更均匀，因此它们的可用性更高；
• 运行期间几乎完全没有污染物排放到环境中（不适用于所有类型的可再生能源）；
• 化石资源的枯竭和某些类型的可再生能源（风能和太阳能）的无限资源；
• 能源生产技术的重大改进（尤其是太阳能和风能）。

可再生能源的发展也得益于目前全球超过50个国家已经通过（部分在俄罗斯）并正在生效的法律和政府监管措施来支持可再生能源。此外，可再生能源发展的一个重要因素是减少以它们为基础的电力设施建设的资本投资。

工程建设专项投资降幅最大的是电力设施，如 风力发电厂 (HPP) 和太阳能光伏电站 (SPPP)……对于可再生能源设施，例如 水力发电厂 (HPP)， 小的 水力发电厂 (HPP), 地热发电厂 (GeoPP) 和生物电厂 (BioTES)，资本投资价值有所下降，但幅度不大。此外，近年来有降低运营（当前）成本和电力现值（平准化能源成本 — LCOE）.

目前，可再生能源设施在一定条件下在经济上具有相当的竞争力。

可再生能源，特别是风能和太阳能如此集约发展的原因还在于，国际上对能源设施效率的评价方法已经向多标准方向转变，有向多标准方向发展的趋势。供应系统能源和区域能源发展的分散化，特别是基于可再生能源。 ……

国外实践中，除了经济指标外，还使用能源和环境指标来评价电力设施的效率。

以下被接受为能源指标： 能量回收期 (EPBT) 和能效比（投资回报率（EROI））.

能源投资回收期表示所考虑的发电厂产生的能源补偿其创建、运行和退役的能源成本的时间。

能效比是指电厂在运行阶段产生的能量与在电厂生命周期中消耗的能量之比，包括建设、运行和退役三个主要阶段。

主要环境指标有：

• 全球变暖潜能值（GWP）；
• 氧化电位（AP）；
• 富营养化潜力（EP）

全球变暖潜势 ——决定不同温室气体对全球变暖影响程度的指标。

氧化电位 — 表征能够形成酸的污染物排放对环境影响的指标。

富营养化的可能性 — 表征由于水中养分积累导致水质恶化的指标。

这些指标的值是根据以下污染物确定的：全球变暖潜能值是根据 CO、CO2 和 CH4 计算的，单位是 kgCO2eq，氧化潜能值——SO2、NOx 和 HCl，单位是 kgSO2eq.，富营养化潜能值—— PO4、NH3 和 NOx，以 kg PO4eq 为单位测量。每种污染物都有其比重。

大量研究表明： 基于可再生能源的电力设施，尤其是 SFES 和 WPP，通常， 能源和生态效率更高比不可再生能源设施。

基于可再生能源（尤其是风能和太阳能）的能源设施的能源效率在过去 5-10 年中显着提高。

该表显示了不同作者对陆上风力发电厂和不同类型的 SEP 以及不同容量的 HPP 获得的能源投资回收期的估计。由此可知，陆上风电场的能源回收期为 6.6 至 8.5 个月，SFES 为 2.5-3.8 年，小型水电站为 1.28-2.71 年。

基于可再生能源的发电厂能源支付的减少是由于在过去的 15-20 年中，世界上能源设备和元件的生产技术有了显着的发展和改进的能源设备。

这种趋势在 HPP 和 HPP 中最为明显，生命周期中能源消耗的主要份额落在主要能源设备（风力涡轮机和光伏转换器）的生产上。

因此，例如，水力发电厂主要能源设备的能源消耗份额约为 70-85%，SFES 为 80-90%。如果我们将水力发电厂和水力发电厂视为风能和太阳能园区的一部分，那么在这种情况下能源成本组成部分的具体权重将与给定值略有不同，因为有必要考虑能源电缆的生产成本。

基于可再生能源的能源设施不断提高的经济竞争力，以及与不可再生能源相比更高的能源和环境效率，促进了全球基于可再生能源的能源设施的日益集约化发展。

据预测，全球可再生能源设施特别是风能和太阳能的装机容量短期和长期都将持续增长。此外，据预测，可再生能源在全球能源生产总量中的比重也将增加。

电厂生命周期能源和环境绩效评估。这些估计表明 基于可再生能源的能源设施（尤其是风力发电厂和 SFES）在大多数情况下比不可再生能源在能源和环境方面更高效。

俄罗斯电力设施最有效方案的选择目前仅根据经济效率指标进行。没有确定发电厂（包括基于可再生能源的发电厂）的生命周期能源和环境效率，因此无法对其效率进行全面评估。

在俄罗斯，有大量分散和能源匮乏的地区和网络基础设施薄弱、能源资金枯竭的地区，但风能、太阳能和其他类型的可再生能源潜力巨大，其利用、综合总体评估，结果可能不仅比使用不可再生能源更经济，而且在能源和环境方面也更有效。

基于技术科学博士的文章，G.I. Sidorenko «关于基于可再生能源的能源设施的效率问题» 在杂志 «Energy: Economy, Technology, Ecology»