Москва Углич 19 -21 июня 2015 г

Москва – Углич 19 -21 июня 2015 г. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ д. т. н. , проф. Попель О. С. Зам. директора ОИВТ РАН по науке, Руководитель НИЦ ОИВТ РАН «Физико-технические проблемы энергетики» Председатель Научного совета РАН по нетрадиционным возобновляемым источникам энергии Тел. /факс: (495) 484 -23 -74, O_Popel@oivtan. ru, http: //olegpopel. blogspot. com Объединенный институт высоких температур РАН

Возобновляемая энергетика – мощный тренд современной мировой энергетики. Некоторые факты: СТРАНА Уст. мощность, млн. к. Вт ü Суммарная установленная мощность США 1050 всех электростанций мира 4, 5 -5, 0 ТВт Мощность энергоустановок на новых видах ВИЭ Китай 1000 в 2015 году 770 ГВт, а с учетом крупных Япония 300 гидроэлектростанций 1700 ГВт. Россия 230 ü Суммарная мощность энергоустановок на всех ВИЭ ~ 1/3 мощности всех ЭС Франция 160 на новых видах ВИЭ – более 15% ü Мощность энергоустановок на ВИЭ (без крупных ГЭС): ü > чем в 2 раза больше мощности ядерных энергетических реакторов (32 страны, 350 ГВт), и ü в 3 раза > мощности всех электростанций России (230 ГВт). ü Ежегодный ввод объектов возобновляемой энергетики в мире сравнялся с вводом новых мощностей на традиционных источниках энергии. ü В то время как традиционная энергетика, базирующаяся на ископаемых органических энергоресурсах, с начала XXI века в среднем в мире росла с темпом всего 1, 5 -2% в год, большинство новых технологий использования ВИЭ в это же время развивались со средними темпами в десятки процентов в год. Рекордный показатель за последние 10 лет показала солнечная энергетика, рынок которой развивался с темпом около 50% в год!

6, 2%

Source: http: //www. irena. org/REthinking/Rethinking_Executive_Summary_EN. pdf

Централизованное и автономное энергоснабжение на территории России Неэлектрифицировано Наличие огромных территорий с децентрализованным и автономным энергоснабжением потребителей на привозном дорогом топливе коренным образом отличает Россию от стран-лидеров по освоению ВИЭ!

Аргументы в обоснование необходимости расширения масштабов использования ВИЭ в России Ø 2/3 территории страны - вне сетей централизованного энергоснабжения, районы с наиболее высокими ценами и тарифами на топливо и энергию (более 25 руб. /к. Втч)); Ø 2. Более 50% регионов страны энергодефицитны (завоз топлива, импорт э/э) – задача повышения региональной энергетической безопасности; Ø 3. Газифицировано около 60% населенных пунктов (в сельской местности – менее 40%); Ø 4. Котельные на угле и жидком топливе – локальные загрязнители окружающей среды. Ø Автономная энергетика развивается опережающими темпами – ввод до 2010 г дизельных и бензогенераторов единичной мощностью до 100 к. Вт превышал ввод крупных электростанций! Этот спрос – эффективная ниша для продвижения ВИЭ. Ø В зонах централизованного энергоснабжения структура энергоснабжения особенно небольших населенных пунктов (электроэнергия - из сети, тепло – от котельных) неэффективна и не обеспечивает энергетической безопасности потребителей. Оптимальное сочетание централизованной и распределенной энергетики с использованием ВИЭ – магистральный путь инновационного развития российской энергетики.

Установленная мощность вводимых объектов ВИЭ для конкурсного отбора (МВт) и структура генерирующих мощностей энергоустановок на ВИЭ, планируемая на 2020 г. МГЭС 13% ВЭС 64% к 2020 году должно быть введено 3, 6 ГВт ветростанций, 1, 5 ГВт фотоэлектрических энергоустановок и около 0, 75 ГВт малых ГЭС. Ожидаемая суммарная мощность всех электростанций на ВИЭ к 2020 году – около 6 ГВт СЭС 23% Степени локализации по видам объектов ВИЭ на 2014… 2017 год Вид объекта / год 2014 2015 2016 2017 ВЭС 35% 55% 65% СЭС 50% 70% МГЭС 20% 45%

ПЛАНЫ СТРОИТЕЛЬСТВА СЭС И ВЭС ПО МЕХАНИЗМУ ДПМ ДО 2020 ГОДА 65 (32+33) фотоэлектрических станций в Дагестане, Белгороде, Самаре, Саратове, Забайкалье, Чите, Челябинске, Омске, Бурятии, Башкортостане, Ставропольском крае, Липецкой, Астраханской, Волгоградской, Оренбургской, Иркутской областях, в Калмыкии, Хакассии и на Алтае 8 ВЭС в Астраханской, Ульяновской, Оренбургской областях и в Калмыкии 3 ГЭС в Ставропольском крае и Карачаево-Черкесии

КРЫМ – НОВЫЙ ФАКТОР В РАЗВИТИИ ВИЭ В РОССИИ? 5 солнечных электростанций мощностью около 300 МВт: Родниковская СЭС - 7, 5 МВт Митяевская СЭС - 32 МВт Охотниковская СЭС - 82 МВт Перовская СЭС - 106 МВт! Николаевка – 69, 7 МВт 7% электропотребления Крыма! Планы ввода СЭС в России до 2016 года выполнены? ! Суммарная мощность ВЭС в Крыму более 80 ГВт! Останинская ВЭС – 25 МВт. Сакская ВЭС - 22 МВт. Тарханкутская ВЭС – 19 МВт: Донузлавская ВЭС – 6, 7 МВт. Пресноводненская ВЭС – 6 МВт. Судакская ВЭС – 3, 7 МВт. Восточно-Крымская ВЭС (Керчь) – 2, 8 МВт Черноморская ВЭС – 1, 2 МВт В настоящее время все солнечные и ветровые станции отключены от сети !!! Необходимо искать приемлемое решение!

Научно-технические проблемы разработки, создания и применения энергоустановок на ветровой и солнечной энергии в изолированных системах включают: - выбор источников для достоверной оценки ресурсов солнечной и ветровой энергии в месте предполагаемого создания энергоустановки и суточных и сезонных графиков изменения энергетических потоков ( «типичный метеогод» ) - разработку достоверных динамических моделей компонентов энергоустановок: фотоэлектрических преобразователей, ветроустановок, накопителей энергии, дизель- или бензогенератора, - достоверное моделирование суточных и сезонных графиков нагрузки (электрической, тепловой) потребителя, - создание достоверной базы данных технических характеристик оборудования различных производителей - разработку динамических математических моделей энергоустановок , включая систему автоматического управления, обеспечивающих обоснование выбора оптимальной (на основе экономического анализа) конфигурации и состава энергокомплексов с учетом режимов поступления первичных источников энергии и графиков нагрузок,

Модель системы управления энергопотоками Модели компонентов энергоустановки

EXAMPLE OF OPTIMIZATION Wind Turbine power (V = 10 m/s) PV $/m 2 500 WT $/k. W 2000 Storage $/k. Wh 500 PV area Storage capacity Optimal PV tilt Pload = 100 W f = 98 -99%

ВИЭ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИЭ ВОЗМОЖНО ТОЛЬКО НА ОСНОВЕ ЭКОНОМИЧЕСКИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИ РАЗУМНОГО СОЧЕТАНИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ!!! Современные нормы по энергоэффективности зданий уже достаточно благоприятны (< 100 к. Втч/(м 2 год)) для применения ВИЭ и приближения с их помощью к цели создания домов с «нулевым энергетическим балансом» . На большей части территории «не очень солнечной» России поступление энергии солнечного излучения на 1 м 2 оптимально ориентированной поверхности составляет 3, 5 -5 к. Втч/(м 2 день) или 1300 -1800 к. Втч/м 2 год. Т. е. теоретически энергопотребности дома или квартиры площадью 100 м 2 можно было бы обеспечить солнечной установкой с площадью приемников 10 -15 м 2, оснащенной соответствующими накопителями электрической и тепловой энергии. Возможно эффективное комбинирование солнечных установок с малыми ветроустановками и тепловыми насосами, использованием внутренних источников тепла на биотопливе (пеллеты и т. п. ). Задача не представляется нерешаемой на современном уровне развития технологий ВИЭ, является актуальной по крайней мере с целью поисковых исследований и разработок в этой области. Такие проекты реализуются во многих странах. Следовало бы попытаться организовать квалифицированную разработку аналогичных проектов под эгидой НОЭ и в России. ОИВТ РАН готов предоставить площадь на территории института в г. Москве и в Дагестане для реализации такого проекта экодома и принять активное участие в его реализации.

ПРИМЕРНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ЭКОДОМА-ЛАБОРАТОРИИ

Проект будет рассмотрен на заседании РГ Минэнерго России по внедрению интеллектуальных энергетических систем (нацпроект «Интеллектуальная энергетика России» ) 23 июня с. г. в 15 -00 с участием заинтересованных участников и потенциальных инвесторов проекта. НОА могло бы рассмотреть возможность участия в проекте.

НЕДАВНО ВЫШЕДШИЕ ПУБЛИКАЦИИ Заказ: Издательский дом «Интеллект» Тел. (495)579 -96 -45; E-mail: id-intellect@mail. ru ГИС «ВИЭ России» : www. gis-vie. ru Пер. с англ. под редакцией С. П. Малышенко, О. С. Попеля Пер. с англ. под редакцией О. С. Попеля

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА (ГИС) «ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ РОССИИ» Разработанная ОИВТ РАН совместно с Географическим факультетом МГУ им. М. В. Ломоносова ГИС «Возобновляемые источники энергии России» (www. gis-vie. ru) впервые через Интернет предоставляет потребителям из различных секторов экономики, науки и образования большой массив картографических данных о ресурсах различных видов возобновляемых ресурсов в регионах России, действующих и проектируемых объектах возобновляемой энергетики, научных, образовательных и производственных организациях, занимающихся исследованиями и разработками в данном секторе энергетики.