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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Energia renovável: tendências progressivas ou relações públicas agressivas? Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa O potencial das energias renováveis é enorme. Assim, apenas o Sol envia diariamente para a Terra 20 vezes mais energia do que é usado por toda a população do globo em um ano. O homem há muito aprendeu a extrair essa energia, e o progresso tecnológico permite o uso de fontes de energia renováveis de forma cada vez mais eficiente.
O jornal totalmente russo "Energetika" (nº 5 de março de 2011) publicou um artigo de A. Perov, cujo título foi colocado na manchete. O viés na apresentação das informações e a manipulação descomplicada dos fatos dão motivos para pensar no caráter propagandístico desse material. A própria formulação da questão é surpreendente: as energias renováveis são o destino da Idade Média. O artigo apresenta alguns fatos e tira algumas conclusões, com as quais eu, como especialista na área de energia renovável, discordo. E vou oferecer aos leitores um ponto de vista diferente. O artigo de A. Perov contém várias teses principais:
Agora para cada tese separadamente. A energia verde é cara para os consumidores Ao pensar no custo da energia verde para os consumidores, duas perguntas precisam ser respondidas. Primeiro, qual é o custo da eletricidade em nosso país que não possui um setor de energia renovável? Em segundo lugar, qual é o custo de geração de eletricidade a partir de fontes de energia renováveis usando tecnologias modernas? Sabe-se que, nos últimos 10 anos, o preço da eletricidade na Rússia aumentou três ou mais vezes. De acordo com a previsão de especialistas, até 2014, o preço da eletricidade aumentará 2 vezes. Como resultado da transição para o "controle manual" da indústria, a situação tornou-se simplesmente absurda: os preços da eletricidade na Rússia, que tem excesso de recursos energéticos, não apenas se tornaram mais caros do que na maioria dos países com recursos energéticos, mas também se aproximaram o nível dos países que sofrem uma grave escassez de matérias-primas energéticas. Isso foi afirmado pelo presidente Dmitry Medvedev em uma reunião do Presidium do Conselho de Estado e citou como exemplo a região de Kursk, onde as empresas que operam em baixa tensão pagaram em janeiro de 2011 cerca de 6 rublos por 1 kWh. "Mesmo na Itália, que é o país mais problemático da Europa Ocidental em termos de eletricidade, esse nível é de 11 a 11,5 centavos de euro", disse ele. Ainda hoje, as tarifas de eletricidade russas são comparáveis ou mais altas do que as dos Estados Unidos, França e Reino Unido. A opinião generalizada de que o desenvolvimento de energia renovável na Rússia não é lucrativo devido às baixas tarifas de energia não é verdadeira. Por um lado, as tecnologias de energia verde fizeram um grande avanço nos últimos 10 anos. Assim, o custo específico das usinas eólicas diminuiu de $ 5000 para $ 1000 por 1 kW, e o custo "líquido" da produção de eletricidade (sem o componente de investimento) já está no nível de 30-40 copeques por kWh. Projetos para a construção de pequenas usinas hidrelétricas com um período de retorno de cerca de 10 anos fornecem eletricidade a um custo de 1,5-2 rublos por kWh e estações geotérmicas - 3-3,5 rublos por kWh. Os módulos fotovoltaicos ainda são bastante caros: mas é essa direção de energia renovável que é considerada a mais promissora. O financiamento de projetos de P&D nesta área ultrapassa mais de 10 bilhões de dólares anualmente. Os especialistas esperam que nos próximos 3-4 anos a eficiência dos conversores fotovoltaicos seja igual a outras tecnologias de geração de eletricidade. Por outro lado, o aperto dos requisitos ambientais e o aumento do custo dos recursos energéticos levaram a um aumento significativo do custo de construção de centrais geradoras tradicionais. O custo de construção de usinas termelétricas tradicionais nos últimos cinco anos aumentou de US$ 1000 a US$ 1200 por 1 kW para US$ 2500 a US$ 3000 kW. A ligação à rede FER conduz a uma redução do custo da eletricidade. Por exemplo, na Espanha, em 2009, o custo da eletricidade no momento da geração máxima de energia eólica e hidrelétrica era de 17 centavos de euro por kWh. Para comparação, o preço médio anual da eletricidade na Espanha na época oscilou entre 37 e 42 centavos de euro por kWh. A conexão à rede da unidade NPP é comparável ao custo da própria unidade devido a requisitos especiais para o esquema de distribuição de energia redundante. Os trágicos acontecimentos em Fukushima-1 no Japão levarão inequivocamente a requisitos mais rígidos para a segurança das usinas nucleares e, portanto, a um aumento no custo total de construção e operação. Há outro fato que o autor do artigo não menciona, mas que é bem conhecido dos especialistas do setor de combustíveis e energia - trata-se do apoio estatal à energia tradicional. Segundo estimativas da Agência Internacional de Energia, o valor total das medidas para apoiar e estimular o setor energético na Rússia é atualmente de cerca de 40 bilhões de dólares. A empresa de investimentos Troika Dialog estima a escala de subsídio cruzado para a OAO Gazprom em cerca de US$ 70 bilhões. rublos (1 bilhões de dólares a preços de 40). A disputa sobre a eficácia das FER surge devido a diferentes métodos de avaliação de projetos individuais e programas integrados para o desenvolvimento de energia renovável, que são usados em países desenvolvidos e na Rússia. Em nosso país, são utilizadas avaliações dos resultados econômicos de curto prazo de projetos individuais, esquecendo-se da segurança e das consequências ambientais das atividades de hidrocarbonetos e energia nuclear. Este tipo de análise não leva em conta os riscos futuros associados aos preços dos combustíveis, futuros custos ambientais e de saúde. Na história moderna da indústria russa, ainda não apareceu uma análise objetiva das perspectivas de desenvolvimento tecnológico das indústrias relacionadas à produção de equipamentos para fontes de energia renováveis. Conclusão: a eletricidade "verde" não é cara para os consumidores. Definitivamente não é mais caro do que a eletricidade nuclear ou movida a carvão. As tecnologias estão se desenvolvendo e tornando a energia renovável mais eficiente e barata, enquanto as usinas de carvão e energia nuclear estão se tornando cada vez mais caras devido ao aperto dos requisitos ambientais e de segurança. A energia "verde" não substituirá as fontes de energia tradicionais Em si, a oposição direta de energia renovável e tradicional, usada pelo autor do artigo A. Perov, é incorreta. Claro, o atual nível de desenvolvimento tecnológico, a prática estabelecida de obtenção de energia, a disponibilidade de hidrocarbonetos em volumes suficientes ainda são limitações para a introdução em massa de energia renovável. Mas a prática de uso em massa de energia renovável na Europa, nos EUA e na China existe há mais de 20 anos, e os depósitos de hidrocarbonetos, especialmente os baratos, estão diminuindo. Portanto, a tendência objetiva no setor de energia é o desenvolvimento de novas tecnologias para geração de energia, incluindo fontes renováveis de energia. Segundo especialistas internacionais, as FER já podem substituir os combustíveis fósseis em quatro áreas: produção de eletricidade, cozedura e aquecimento de espaços, produção de combustível para motores, abastecimento autónomo de energia a consumidores remotos e em zonas rurais. O ponto mais fraco do RES é o maior investimento de capital específico em comparação com o tradicional CCGT e GTP. Isso se deve à alta intensidade de capital dos equipamentos, à necessidade de criar grandes áreas de usinas que "interceptam" o fluxo de energia utilizada (as superfícies receptoras das instalações solares, a área de uma roda de vento, barragens estendidas de marés usinas de energia, etc.), custos adicionais para conversão e acumulação de energia. As desvantagens das FER no atual estágio de desenvolvimento da tecnologia também devem incluir as dificuldades associadas à impossibilidade de emparelhar constantemente a produção de eletricidade com o seu consumo (horário de carga), ou integrar usinas de FER em uma rede elétrica comum. Esses problemas são resolvidos com a ajuda de modernos conversores de frequência e dispositivos de armazenamento de energia. Para evitar alterações nos parâmetros do sistema integrado de energia (principalmente frequência), a participação de usinas não regulamentadas (usinas eólicas e solares) não deve exceder, de acordo com especialistas na área de despacho de eletricidade, 10-15% da a capacidade total. Embora na Dinamarca a participação das FER no saldo total de eletricidade em alguns meses seja de até 50%, e em um dia, especialmente à noite, chega a 100%. Na Espanha, esses números são de 30% e 50%, respectivamente. A contribuição das FER para o balanço energético global ainda é pequena, cerca de 20% do consumo final de energia. Ao mesmo tempo, a parcela de biomassa e energia hidrelétrica usada por métodos tradicionais representa a maior parte - cerca de 17%, a parcela de FER não tradicional - cerca de 3%. Mas é às fontes de energia renováveis não tradicionais que se associa o futuro da energia. O desenvolvimento em larga escala de fontes de energia renováveis e tecnologias de armazenamento de energia significará uma diminuição na parcela de energia centralizada em grande escala. Para a sociedade, isso significará autonomia e independência em relação às grandes empresas de energia, além de aumentar a confiabilidade do fornecimento de energia elétrica. O desenvolvimento acelerado das FER na indústria de energia elétrica exigirá uma revisão do conceito de “carga de base” com uma transição para o conceito de “carga distribuída”. Tecnologicamente, a rejeição da "carga de base" é possível. Isso significará uma significativa descentralização dos fornecedores de eletricidade. Um conflito entre a geração básica (usinas nucleares, carvão) é esperado nos países desenvolvidos até 2030, onde a energia renovável está se desenvolvendo ativamente. Mas os prenúncios desse conflito já estão sendo observados. E o artigo de A. Petrov confirma isso. A conclusão geral é óbvia. O progresso científico e tecnológico, o surgimento de novas tecnologias e materiais aumentam constantemente a competitividade das fontes de energia renováveis, que já estão substituindo as fontes de energia tradicionais em quantidade significativa. A opinião pública está a "deslocar-se" para a "energia distribuída", onde o lugar principal será ocupado pelas FER. A energia "verde" não é perfeita do ponto de vista ambiental Tendo formulado esta tese, o autor do artigo A. Perov usa a manipulação direta de informações. Dando um exemplo dos possíveis danos do combustível "verde" - o etanol e da mudança na natureza do uso da terra ao cultivar matérias-primas para ele, o autor questiona a "integridade ambiental" das fontes de energia renováveis. A esses argumentos pode-se acrescentar o problema de inundação de grandes áreas e a necessidade de realocar grandes massas populacionais durante a construção de grandes hidrelétricas, o problema da reciclagem de pás de turbinas eólicas, etc. Mas todos esses problemas, em comparação com as consequências ambientais da poluição ambiental por usinas nucleares e de carvão, parecem ser dificuldades técnicas. A demanda por energia "verde" e energia "de baixo carbono" surgiu e persiste não porque, como acredita o autor, associações internacionais queriam desenvolver novas indústrias, mas como uma resposta pública à poluição ambiental global e ao monopólio das empresas de energia. Há outro argumento importante para a vantagem global da energia renovável sobre a energia de combustível - isso é eficiência energética. O fato é que a energia gerada por uma instalação elétrica utilizando fontes de energia renováveis durante toda a vida útil é de 5 a 10 vezes mais do que a energia gasta na criação e operação desta instalação, levando em consideração equipamentos e materiais, transporte e construção e trabalhos de instalação. Assim, a transição gradual para as energias renováveis significa, ao mesmo tempo, a transição da humanidade para um novo patamar de eficiência energética. Perspectivas de energia "verde" na Rússia Como a energia "barata" nos custa com base em recursos energéticos "baratos", já disse na primeira parte do artigo. A Rússia tem enormes recursos para toda a gama de fontes de energia renováveis. O relatório sobre os resultados do projeto TACIS "Perspectivas para o desenvolvimento de FER na Rússia" fornece estimativas do potencial bruto, técnico e de produção de alguns tipos de FER. Assim, o potencial solar de produção para geração de energia térmica é estimado em 1,4-1,7 milhões de tce. por ano, o que é suficiente para fornecer água quente de 12 a 14 milhões de pessoas com qualidade aceitável a um preço inferior a 2000 rublos por 1 Gcal. O potencial eólico de produção para geração de eletricidade é estimado em 36 milhões de tce. por ano ou 120 bilhões de kWh a um preço de cerca de 2-2,5 rublos por kWh. Avaliação geral do potencial de produção de energia solar, eólica, hídrica e geotérmica, bem como energia de biomassa, águas residuais, etc. excede 250 milhões de tce anualmente, ou cerca de 30% de todos os recursos energéticos primários consumidos na Rússia por ano. Deve-se notar que cálculos detalhados do potencial de FER não tradicionais na Rússia foram feitos no final do século XX. Até o momento, eles parecem ter aumentado de acordo com o aumento da eficiência das tecnologias de energia renovável. Apesar da disponibilidade de fontes de energia tradicionais, a Rússia está interessada em usar fontes de energia renováveis não tradicionais. Este último pode ter várias áreas de aplicação. Primeiro, é o fornecimento de energia do norte e de outras áreas remotas e de difícil acesso não conectadas à rede pública, onde vivem mais de 10 milhões de pessoas. Em geral, a "entrega do norte" é estimada em 7 milhões de toneladas de derivados de petróleo e 23 milhões de toneladas de carvão. Ao mesmo tempo, o combustível é fornecido por transporte aquático, rodoviário e até aéreo. Esse suprimento de combustível custa ao país 500 bilhões de rublos anualmente. O custo da produção de eletricidade nessas regiões excede 10 e até 50 rublos por kWh, e a produção de calor custa 3000 rublos por 1 Gcal, o que torna o uso de tecnologias de energia renovável comercialmente atraente. Aumentar a capacidade de geração em regiões com deficiência de energia é outra área para o possível uso de fontes de energia renováveis não tradicionais na Rússia. Mais de 15 milhões de russos vivem em lugares onde o fornecimento de energia centralizado não é confiável e os consumidores são regularmente desconectados da rede. Paralisações emergenciais atrapalham a vida das cidades e áreas rurais, causando enormes prejuízos à produção industrial e agrícola. A utilização de FER locais não tradicionais, principalmente energia eólica, pequenas centrais hidrelétricas e biomassa, evitaria tais perdas e, ao mesmo tempo, reduziria a necessidade de combustível importado. O fornecimento descentralizado de eletricidade e calor para áreas rurais, incluindo assentamentos isolados remotos, fazendas familiares, casas de campo individuais também é uma área promissora para o uso de FER não tradicionais. Além disso, muitas vezes essa é a única maneira de fornecê-los. Os consumidores potenciais de FER não tradicionais também podem incluir indústrias florestais e pesqueiras, estações meteorológicas, de comunicações, arqueológicas e geológicas, radares, faróis, plataformas offshore de petróleo e gás. As mudanças climáticas estão diretamente relacionadas às consequências da queima de hidrocarbonetos e, consequentemente, à liberação de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa. Na Rússia, cerca de 85% das emissões de gases de efeito estufa de origem antropogênica vêm do setor de energia, incluindo energia, transporte, indústria e serviços públicos. A melhoria da situação ambiental em resorts e outros locais de recreação pública, bem como em cidades com situação ambiental difícil, pode ser alcançada através da introdução generalizada de fontes de energia renováveis não tradicionais (coletores solares, biogeradores, bombas de calor, turbinas eólicas , etc). O principal motivo para o desenvolvimento de FER na Rússia deve ser garantir a diversificação do balanço de combustível e energia das entidades constituintes da Federação Russa e do país. Essa diversificação deve se tornar um elemento do Conceito de Segurança Energética a longo prazo. A Rússia tem todas as oportunidades para criar um equilíbrio de combustível e energia otimamente diversificado, no qual partes iguais recairão sobre geração de gás térmico e carvão, usinas nucleares e fontes de energia renováveis. É necessário dizer sobre o aspecto internacional do desenvolvimento de RES. A Rússia mantém o status de potência energética mundial. Como demonstrou a experiência da cooperação no seio do G2000, a solução dos problemas energéticos mundiais e europeus não é concebível sem o desenvolvimento das energias renováveis. Em setembro de 189, 8 países membros da ONU adotaram a Declaração do Milênio, que estabelece 7 objetivos, XNUMX dos quais relacionados ao uso de energia renovável. Hoje, é óbvio que não há produção de equipamentos para energia renovável na Rússia. No entanto, os atrasos produtivos, técnicos e tecnológicos foram preservados. Atualmente, projetos técnicos de empresas como Nitol e Hevel (energia solar), Russian Technology e New Wind (energia eólica), Institute for High Temperatures (energia geotérmica) são ativamente promovidos no mercado de RES na Rússia, A-Energy (bioenergia ), etc Acredito que a experiência dos sócios estrangeiros estará em plena demanda. Deve-se notar que as tecnologias de energia renovável implementam as últimas conquistas de muitas áreas e tecnologias científicas: meteorologia, aerodinâmica, indústria de energia elétrica, engenharia de energia térmica, construção de geradores e turbinas, microeletrônica, eletrônica de potência, nanotecnologia, ciência dos materiais, etc. Por sua vez, o desenvolvimento de tecnologias intensivas em ciência tem um efeito social e macroeconômico significativo na forma de criação de empregos adicionais por meio da manutenção e expansão da infraestrutura científica, industrial e operacional do setor de energia, além de criar a possibilidade de exportar ciência- equipamento intensivo. Assim, por exemplo, 1 emprego na própria energia eólica é acompanhado pela criação de 4-5 empregos em indústrias relacionadas. Na Rússia, o aspecto social é de particular relevância, porque. a construção de uma usina em áreas remotas fornece uma base para o desenvolvimento da indústria local, e a construção de caldeiras locais baseadas em FER fornece garantias adicionais para a confiabilidade do fornecimento de calor no inverno. Apesar de tudo, a situação na Rússia está mudando. Os preços dos combustíveis e da energia estão subindo, os requisitos ambientais e os padrões de segurança estão sendo reforçados. Em novembro de 2009, o Governo da Federação Russa adotou uma nova Estratégia Energética da Rússia para o período até 2030, na qual é dada atenção considerável às perspectivas de desenvolvimento de energia alternativa. De acordo com este documento, até 2030 a quota das FER não tradicionais no balanço energético doméstico deverá ser de pelo menos 10%, ou cerca de 100 mil milhões de kWh. O autor do artigo A. Perov faz uma pergunta retórica "qual é, de fato, o ganho dos consumidores russos de recursos energéticos, que serão forçados a pagar do próprio bolso para aderir às" tendências progressistas "? A ironia de o autor não é claro se olharmos para a experiência mais recente na indústria automotiva, onde os esforços do estado levam ao fato de que a indústria automobilística russa adota tecnologias ocidentais, e os habitantes do país têm a oportunidade de dirigir mais barato e seguro e carros mais econômicos. Daí a conclusão. A Rússia precisa desenvolver RES. Quer na forma de projetos implementados por empresas públicas, quer na forma de projetos de demonstração implementados nos princípios da parceria público-privada, quer através da adoção de legislação relevante para a introdução massiva de energias renováveis. As energias renováveis são as novas tecnologias e a modernização real do complexo científico e da indústria em sentido lato, é a diversificação do equilíbrio de combustíveis e energia e a segurança energética de regiões individuais e do país como um todo, é a conservação de hidrocarbonetos para as gerações futuras que encontrarão um uso mais racional para ela, é a ecologia de nossas cidades e a saúde nossa e de nossos filhos, essa é uma nova qualidade de nossa vida. Conclusão A indústria global de energia está em uma encruzilhada. A economia requer cada vez mais energia, e os combustíveis fósseis nos quais se baseia a energia tradicional não são ilimitados. O aumento do custo dos combustíveis fósseis é agravado pelo fato de que o uso de hidrocarbonetos, que atinge enormes proporções, causa danos significativos ao meio ambiente, o que afeta a qualidade de vida da população. RES é um mercado em grande crescimento com um volume de negócios anual de mais de 50 bilhões de euros com um poderoso efeito multiplicador na educação, ciência e indústria. O mundo está expandindo e acelerando o processo de transição para uma nova plataforma tecnológica de energia global, na qual a energia renovável ocupará um lugar significativo com uma participação de 30-35%, e todas as tecnologias livres de carbono representarão mais de 60% . A Rússia precisa definir uma nova tarefa - otimizar o equilíbrio de combustível e energia das regiões com uma melhoria simultânea na qualidade de vida da população. Este problema é resolvido com a ajuda do uso generalizado de fontes de energia renováveis e combustíveis locais. Em tecnologias aplicadas, a Rússia está 10 a 20 anos atrás dos países desenvolvidos. Mas com um uso razoável dos recursos do estado e das empresas, é possível dominar as tecnologias ocidentais existentes, apoiar nossos próprios desenvolvimentos das tecnologias mais recentes e também financiar pesquisas em áreas promissoras da energia do futuro. É hora de a Rússia desenvolver energia renovável. Todos os pré-requisitos existem para isso e é necessário um impulso - a adoção de um quadro legislativo. Caso contrário, a "Idade Média" para a Rússia chegará muito em breve na forma de baixa eficiência dos sistemas de suporte à vida, desconsideração dos problemas ambientais e uma qualidade de vida incomparavelmente baixa para as pessoas. Autor: Andrey Kulakov, chefe do departamento industrial “Energias renováveis e sistemas de fornecimento de energia alternativa” da organização pública russa “Business Russia”; Publicação: AEnergy.ru.
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