В данной статье автором рассмотрены основные тенденции использования возобновляемых источников энергии, проанализирована динамика использования возобновляемых источников энергии, проведена интерпретация статистических данных по конечному потреблению энергии, произведенной с помощью возобновляемых источников в период с 2005 по 2017 года в различных регионах мира.
Ключевые слова: энергетика, возобновляемые источники энергии, ветроэнергетика, биотопливо, солнечная энергия.
В настоящее время проблема обеспечения человечества недорогостоящими и экологически безопасными источниками энергии является одним из вопросов, обсуждаемых на глобальном уровне. Так, мировым сообществом была осознана важность данной проблемы, что способствовало ее включению в одну из целей устойчивого развития, сформулированных во время 70-й Генеральной Ассамблеи ООН в 2015 году и обозначенных в Повестке дня на XXI век.
Понятие «возобновляемые источники энергии» (ВИЭ) включает источники энергии, образующиеся на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, а также жизненном цикле растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества [1, c. 3].
Согласно докладу Renewables Global Status Report 2016 ВИЭ обеспечили 19,2 % общего конечного потребления энергии в 2014 году [4; с. 28]. При этом рост мощностей и выработки продолжился и в 2015 году, наблюдалось увеличение объемов производства возобновляемой энергетики в 4,5 раза (364,9 млрд. тонн эквивалентно углеводородному топливу) (см. рис.1) [6, c. 8]. По мнению специалистов, к 2050 году с помощью ВИЭ может быть удовлетворено около 40 % мировых энергетических потребностей [5; с. 11].
Рис. 1. Динамика конечного потребления энергии, произведенной с помощью возобновляемых источников (ВИЭ) в период с 2005 по 2015 гг. в млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу (источник: составлено автором по данным отчета World Energy Focus 2016)
В ходе регионального анализа конечного потребления ВИЭ в период с 2005 по 2015 гг. было выяснено, что потребление энергии на основе ВИЭ в 2015 году по сравнению с 2014 годом в Северной Америке увеличилось в 3,4 раза (82,6 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу); в Южной Америке в 4,6 раза (24,2 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу); в Европейском регионе увеличились в 4 раза (142,8 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу); наблюдалось также увеличение в 6,5 раз на территории Азиатско-Тихоокеанского региона (110,9 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу). На территории Африканского региона и Среднего Востока наблюдалось минимальное потребление энергии на основе возобновляемых источников (3,8 и 0,5 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу соответственно) (см. рис. 2) [3, c. 39].
Рис. 2. Динамика конечного потребления энергии, произведенной с помощью ВИЭ в период с 2005 по 2015 гг. в млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу (источник: составлено автором по данным отчета BP Statistical Review of World Energy)
В настоящее время к возобновляемым источникам энергии относят энергию солнца; энергию ветра; энергию водных потоков, в том числе энергию сточных вод (за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях); энергию приливов; энергию волн и водных объектов, геотермальную энергию; низкопотенциальную тепловую энергию земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей; биомассу, включающую в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья; отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива; биогаз; газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов [1, c. 4]. Возобновляемыми источниками, получившими наибольшее применение, являются энергия солнечной радиации, энергия ветра и биомассы.
Ветроэнергетика — это отрасль энергетики, получающая электроэнергию преобразованием кинетической энергии движущихся масс воздуха, которая является крупнейшим источником возобновляемой энергии (52,2 % возобновляемой генерации) [3; 38]. В 2015 году конечное потребление энергии, полученной с помощью ветрогенерации, увеличилось на 17,4 % по сравнению с 2014 годом, причем регионом-лидером является Европа (73,7 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу). Регионами-лидерами по производству энергии с помощью ветрогенерации являются Азиатско-Тихоокеанский регион (56,7 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу) и Северная Америка (51 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу). Также в 2015 году наблюдался рост уровня производства энергии, полученной с помощью ветрогенерации, в Южной Америке, Африке и Среднем Востоке (7,2 млн. тонн; 1,7 млн. тонн и 0,7 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу соответственно) (см. рис.3).
Рис. 3. Динамика конечного потребления энергии, произведенной с помощью ветрогенерации в период с 2005 по 2015 гг. в млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу (источник: составлено автором по данным отчета BP Statistical Review of World Energy)
Наибольший прирост отмечался в Германии (увеличение на 53,4 %).
С начала 70-х годов двадцатого столетия активно развивается биоэнергетика, основанная на использовании источников энергии органического происхождения для получения тепловой, электрической и механической энергии. Многие крупные компании инвестируют средства в производство биодизельного топлива. При производстве данного вида топлива используется отжим или экстракция масла из биомассы, переэтерификация и удаление глицерина с получением эфира жирных кислот. Также производится биоэтанол, получаемый с помощью спиртового брожения крахмалсодержащего сырья и гидролизатов из древесины. Выделяют биотопливо первого поколения, полученное из пищевого и кормового сырья, биотопливо второго поколения, полученное из непищевого сырья (главным образом из отходов пищевой, лесной, деревообрабатывающей промышленности, сельского хозяйства) и биотопливо третьего поколения, полученное из микроводорослей, которые специально выращиваются для этой цели и не являются ни пищевым продуктом, ни отходом других производств) [1, c. 7]. В 2015 году мировое производство биотоплива выросло на 0,9 % по сравнению с 2014 годом. Прирост на территории Бразилии (на 6,8 %) и США (на 2,9 %), компенсировался значительным снижением уровня производства в Индонезии (на 46,9 %) и в Аргентине (на 23,9 %) по сравнению с уровнем 2014 года [3, c. 39].
Рост мощностей солнечной энергетики в 2015 году 32,6 % по сравнению с 2014 годом, причем в Китае — 69,7 %, в Японии — 58 % и в США — 41,8 %. В 2015 в целом по регионам наблюдалась следующая ситуация: в Европе было произведено 25,2 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу, в странах Азиатско-Тихоокеанского региона — 20,8 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу, в Северной Америке, в Южной Америке, в Африке и Среднем Востоке — 9,5 млн. тонн, 0,7 млн. тонн, 0,7 млн. тонн и 0,4 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу соответственно [2; 16] (см. рис. 4).
Рис. 4. Динамика конечного потребления энергии, произведенной с помощью солнечной генерации в период с 2005 по 2015 гг. в млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу (источник: составлено автором по данным отчета BP Statistical Review of World Energy) (без пометки сверху этого смещения не будет)
Производство осуществляется с помощью солнечных фотоэлектрических элементов, работающих на основе фотоэффекта; солнечных коллекторов и различных оптических устройств [1, c. 3].
Проведенный анализ описанных выше данных подтверждает тот факт, что с момента осознания проблемы ограниченности природных ресурсов и необходимости поиска альтернативных углеродному сырью источников энергии наблюдается тенденция к проведению политики диверсификации в топливно-энергетическом комплексе и в частности среди ведущих вертикально-интегрированных нефтегазовых компаний.
В ходе анализа направлений деятельности в области развития возобновляемой энергетики двадцати транснациональных корпораций из списка Forbes Global 2000 было выяснено, что из двадцати нефтегазовых компаний шестнадцать разрабатывают данное направление в качестве перспективного. Необходимо отметить, что, несмотря на тенденции включения ВИЭ в стратегические планы компаний в качестве потенциального источника энергии, ведение отчетности по производству энергии с помощью ВИЭ и разработку глобальных проектов, данный процесс в настоящее время продвигается не так активно. Значительная часть компаний-представителей топливно-энергетического комплекса при инвестировании проектов все еще отдает предпочтение традиционным источникам энергии, не способным обеспечить в долгосрочной перспективе все человечество доступной и безопасной энергией, что подчеркивает необходимость более интенсивного инвестирования в проекты, связанные с использованием возобновляемых источников.
Таким образом, возобновляемые источники энергии в настоящее время конкурируют с ископаемыми видами топлива на многих рынках. На начало 2016 года мощность генерирующих энергоустановок ВИЭ достигла самого высокого уровня за всю историю человечества.
Литература:
1. ГОСТ P 54531–2011.Возобновляемые и альтернативные источники энергии. — Введ. 2013–01–01. — М.: Стандартинформ, 2013. — 3–7 с.
2. BP Sustainability Report 2016. — London: Pureprint Group Limited UK, 2016. — 16–17 p.
3. BP Statistical Review of World Energy. Centre for Energy Economics Research and Policy, Heriot-Watt University. — London, Pureprint Group Limited, UK, 2016–38–44 p.
4. Renewables Global Status Report 2016. REN21 Secretariat. UNEP. -Paris: — Renewable Energy Policy Network REN21 Secretariat for the 21st Century, 2016. — 28 p.
5. Royal Dutch Shell Sustainability Report 2015.Sustainability Report. Hague: CNPP, 2015. — 11 p.
6. World Energy Focus.World Energy Concil. — London: WEC, 2016. — 8 p.
