Bewertung der Energieeffizienz von Anlagen auf Basis erneuerbarer Energiequellen

Derzeit setzen viele Länder auf der Welt zunehmend auf Möglichkeiten zur Ressourceneinsparung. In den letzten Jahren hat sich die Struktur der Energieerzeugung in der Welt in Richtung eines Rückgangs des Anteils nicht erneuerbarer Energien und eines Anstiegs des Anteils verändert erneuerbare Energiequellen (RES)... Die sich am dynamischsten entwickelnden EE-Industrien sind Solar- und Windenergie.

Traditionell werden folgende Gründe unterschieden, die zum Ausbau erneuerbarer Energiequellen beitragen:

• gleichmäßigere Verteilung auf dem Territorium des Planeten und dadurch ihre größere Verfügbarkeit;
• nahezu vollständige Abwesenheit von Schadstoffemissionen in die Umwelt während des Betriebs (nicht bei allen Arten erneuerbarer Energiequellen);
• Erschöpfung fossiler Ressourcen und unbegrenzte Ressourcen für einige Arten erneuerbarer Energiequellen (Wind und Sonne);
• erhebliche Verbesserungen bei den Energieerzeugungstechnologien (insbesondere für Solar- und Windenergie).

Die Entwicklung erneuerbarer Energiequellen wird auch dadurch erleichtert, dass derzeit mehr als 50 Länder weltweit (teilweise in Russland) Gesetze und staatliche Regulierungsmaßnahmen zur Förderung erneuerbarer Energien verabschiedet haben und in Kraft setzen. Darüber hinaus ist ein wichtiger Faktor für die Entwicklung erneuerbarer Energiequellen die Reduzierung der Kapitalinvestitionen in den Bau darauf basierender Energieanlagen.

Die deutlichste Reduzierung der spezifischen Kapitalinvestitionen in den Bau betrifft solche Kraftwerke wie Windkraftanlagen (WKW) UndSolar-Photovoltaik-Kraftwerke (SPPP)… Für erneuerbare Energieanlagen wie z Wasserkraftwerke (WKW), klein Wasserkraftwerke (WKW), Geothermiekraftwerke (GeoPP) UndBioelektrische Anlagen (BioTES), Die Kapitalanlagewerte gingen zurück, jedoch nicht signifikant. Darüber hinaus besteht in den letzten Jahren die Tendenz, die Betriebskosten (laufende Kosten) zu senken undBarwert des Stroms (Levelized Cost of Energy – LCOE).

Derzeit sind erneuerbare Energieanlagen unter bestimmten Voraussetzungen wirtschaftlich durchaus konkurrenzfähig.

Die Gründe für den so intensiven Ausbau erneuerbarer Energiequellen, insbesondere der Wind- und Solarenergie, liegen auch darin, dass sich der Ansatz zur Bewertung der Effizienz von Energieanlagen weltweit in Richtung Multikriterien verändert hat, eine Tendenz dazu besteht Dezentralisierung der Energieversorgungssysteme und regionale Energieentwicklung, insbesondere auf Basis erneuerbarer Energiequellen. …

In der ausländischen Praxis werden neben Wirtschaftsindikatoren auch Energie- und Umweltindikatoren zur Bewertung der Effizienz von Elektrizitätsanlagen verwendet.

Als Energieindikatoren werden akzeptiert: Energie-Amortisationszeit (EPBT) UndEnergieeffizienzkennzahl (Return on Investment (EROI)).

Die Energieamortisationszeit gibt die Zeit an, in der das betrachtete Kraftwerk mit der erzeugten Energie die Energiekosten für seine Erstellung, seinen Betrieb und seine Stilllegung kompensiert.

Die Energieeffizienzkennzahl ist das Verhältnis der während der Betriebsphase erzeugten Energie zur verbrauchten Energie während des Lebenszyklus eines Kraftwerks, der aus drei Hauptphasen besteht: Bau, Betrieb und Stilllegung.

Die wichtigsten Umweltindikatoren sind:

• globales Erwärmungspotenzial (GWP);
• Oxidationspotential (AP);
• Eutrophierungspotenzial (EP)

Treibhauspotenzial — ein Indikator, der den Grad der Auswirkung verschiedener Treibhausgase auf die globale Erwärmung bestimmt.

Oxidationspotential — ein Indikator, der die Auswirkungen von Schadstoffemissionen, die Säuren bilden können, auf die Umwelt charakterisiert.

Eutrophierungspotenzial — ein Indikator, der die Verschlechterung der Wasserqualität infolge der Anreicherung von Nährstoffen im Wasser charakterisiert.

Die Werte dieser Indikatoren werden anhand der folgenden Schadstoffe ermittelt: Das globale Erwärmungspotenzial wird auf Basis von CO, CO2 und CH4 berechnet und in kgCO2eq gemessen, Oxidationspotenzial – SO2, NOx und HCl und gemessen in kgSO2eq., Eutrophierungspotenzial – PO4, NH3 und NOx und wird in kg PO4eq gemessen.Jede Schadstoffart hat ihr spezifisches Gewicht.

Zahlreiche Studien haben gezeigt: Stromanlagen auf Basis erneuerbarer Energiequellen, insbesondere SFES und WPP, in der Regel energieeffizienter und ökologisch effizienterals nicht erneuerbare Energieanlagen.

Die Energieeffizienz von Energieanlagen auf Basis erneuerbarer Energiequellen (insbesondere Wind- und Solarenergie) ist in den letzten 5-10 Jahren deutlich gestiegen.

Die Tabelle zeigt Schätzungen der energetischen Amortisationszeiten, die von verschiedenen Autoren für Onshore-Windkraftanlagen und SEPs unterschiedlicher Art sowie Wasserkraftwerke unterschiedlicher Kapazität ermittelt wurden. Daraus folgt, dass die energetische Amortisationszeit für Onshore-Windparks 6,6 bis 8,5 Monate, für SFES 2,5–3,8 Jahre und für Kleinwasserkraftwerke 1,28–2,71 Jahre beträgt.

Der Rückgang der Energievergütung von Kraftwerken auf Basis erneuerbarer Energiequellen ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass in den letzten 15 bis 20 Jahren weltweit eine erhebliche Entwicklung und Verbesserung der Technologien zur Herstellung von Energiegeräten und -elementen stattgefunden hat von Energieanlagen.

Am deutlichsten lässt sich dieser Trend bei Wasserkraftwerken und Wasserkraftwerken beobachten, bei denen der Hauptanteil des Energieverbrauchs während des Lebenszyklus auf die Produktion der wichtigsten Energieanlagen (Windkraftanlagen und Photovoltaikwandler) entfällt.

So beträgt beispielsweise der Anteil des Energieverbrauchs für die Hauptenergieausrüstung eines Wasserkraftwerks etwa 70–85 % und für SFES 80–90 %.Betrachtet man Wasserkraftwerke und Wasserkraftwerke als Teil von Wind- und Solarparks, so weicht das spezifische Gewicht der Komponenten der Energiekosten in diesem Fall geringfügig von den angegebenen Werten ab, da die Energie berücksichtigt werden muss Kosten für die Herstellung aus Kabeln.

Die zunehmende wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit von auf erneuerbaren Energien basierenden Energieanlagen sowie deren höhere Energie- und Umwelteffizienz im Vergleich zu nicht erneuerbaren Energiequellen tragen zur immer intensiveren Entwicklung von auf erneuerbaren Energien basierenden Energieanlagen in der Welt bei.

Prognosen zufolge wird die installierte Kapazität erneuerbarer Energieanlagen, insbesondere Wind- und Solarenergie, weltweit sowohl kurz- als auch langfristig weiter zunehmen. Prognosen zufolge wird auch der Anteil erneuerbarer Energiequellen an der gesamten Energieerzeugung weltweit zunehmen.

Lebenszyklusenergie- und Umweltleistungsbewertung von Kraftwerken. Das zeigen diese Schätzungen Energieanlagen auf Basis erneuerbarer Energiequellen (insbesondere Windkraftanlagen und SFES) sind in den meisten Fällen energetisch und ökologisch effizienter als nicht erneuerbare Energiequellen.

Die Auswahl der effizientesten Optionen für Energieanlagen in Russland erfolgt derzeit ausschließlich auf der Grundlage von Indikatoren der Wirtschaftlichkeit. Eine Bestimmung der Lebenszyklusenergie- und Umwelteffizienz von Kraftwerken, auch solchen, die auf erneuerbaren Energiequellen basieren, wird nicht durchgeführt, was keine umfassende Bewertung ihrer Effizienz ermöglicht.

In Russland gibt es eine große Anzahl dezentraler und energiedefizitärer Regionen und Gebiete mit schwacher Netzinfrastruktur, erschöpften Energieressourcen, aber einem großen Potenzial an Wind-, Solar- und anderen Arten erneuerbarer Energien, deren Nutzung umfassend ist Gesamtbetrachtung kann sich nicht nur als wirtschaftlich, sondern auch energetisch und ökologisch effizienter als der Einsatz nicht erneuerbarer Energiequellen erweisen.

Basierend auf dem Artikel des Doktors der technischen Wissenschaften, Professor G.I. Sidorenko „Zur Frage der Effizienz von Energieanlagen auf Basis erneuerbarer Energiequellen“ in der Zeitschrift „Energie: Wirtschaft, Technologie, Ökologie“