Исследование проблемы децентрализованного энергоснабжения в развивающихся странах | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (190) январь 2018 г.

Дата публикации: 28.01.2018

Статья просмотрена: 641 раз

Библиографическое описание:

Руди, Д. Ю. Исследование проблемы децентрализованного энергоснабжения в развивающихся странах / Д. Ю. Руди. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 4 (190). — С. 45-48. — URL: https://moluch.ru/archive/190/48073/ (дата обращения: 05.03.2021).



Сценарии подразумевают, что в 2030 году значительная часть людей (16 %) не будет иметь надежного доступа к электричеству, особенно в развивающихся странах. Международные институты управления и финансирования, рассматривают доступ к электроэнергии как фундаментальную для экономического развития и сокращения масштабов нищеты. Поскольку расширение централизованных сетей зачастую является дорогостоящим, различные формы децентрализованных вариантов электроснабжения приобрели значение для сельских районов. До сих пор отсутствовала систематическая оценка опыта работы с децентрализованными системами электроснабжения. Одной из причин этого недостатка является то, что «исследовательское сообщество» в этой области не очень четко определено в отношении дисциплин и институтов. В этой статье дается подробный обзор проблем, связанных с разработкой и внедрением систем децентрализованного энергоснабжения в сложных контекстных условиях. Центральным средством достижения успеха в этой области является внедрения технических систем в ряд услуг, интеграция потребностей пользователей в их разработке и внедрении, повышение продуктивного использования электроэнергии путем увязки энергоснабжения с программами регионального развития. Чтобы иметь возможность справляться с обрисованными вопросами, перспектива децентрализованного энергоснабжения как социально-технических систем может быть полезна.

Ключевые слова: децентрилизованное энергоснабжение, электроснабжение, электроэнергетическая система.

Во всем мире около 4 миллиардов человек живут менее чем на 8 долларов США в день. В дополнение к еде и жилью, энергия часто является самым большим расходом для домохозяйств с низким доходом (Международная финансовая корпорация). Большинство расходов на энергию идёт на приготовление пищи, отопление и освещение.

Ожидается, что к 2050 году население мира достигнет 9,1 миллиарда человек. Согласно данным UN DESA, наибольший прирост населения должен иметь опыт в наименее развитых странах, чья общая численность населения, по прогнозам, удвоится с нынешних 0,84 миллиарда человек в 2009 году до 1,7 млрд. в 2050 году. Все развивающиеся страны в совокупности будут испытывать рост населения с 5,6 млрд. в 2009 году до 7,9 млрд. в 2050 году.

По оценкам международных организаций, в 2030 году 1,3 миллиарда человек (или 16 % мирового населения) по-прежнему не имеют доступа к электроэнергии, по сравнению с 1,5 миллиардами в 2008 году.

Большинство людей без доступа к электричеству — 85 % — живут в сельских районах и неформальных городских поселениях в развивающихся и развивающихся странах. Во многих странах существующая сеть не подходит для удовлетворения спроса и требует технических обновлений и быстрого расширения. Особенно малым предприятиям, которые в значительной степени зависят от надежного и экономичного доступа к электричеству, влияют колебания и частые отключения электроэнергии.

В своем «Специальном докладе о возобновляемых источниках энергии» МГЭИК [1] заявляет, что возобновляемые источники энергии являются доступным и экономически эффективным вариантом реагирования на потребности в электроэнергии людей в развивающихся странах. Уже сейчас десятки миллионов домов снабжаются возобновляемыми источниками энергии из разных источников. В «Глобальном отчете о состоянии возобновляемых источников энергии 2010» [2] подсчитано, что около 3 миллионов домашних хозяйств используют небольшие солнечные фотоэлектрические системы для выработки электроэнергии. На протяжении более 3-х десятилетий правительства, агентства по развитию, неправительственные организации и, в некоторых случаях, инициативы частного сектора осуществляли различные виды децентрализованной электроэнергии из возобновляемых источников. Помимо нескольких примеров успеха и примеров передовой практики, также было много неудач при внедрении этих технологий в сложных контекстных условиях.

Как указано выше, за последние три десятилетия было много опыта с децентрализованным энергоснабжением на разных континентах [3,4]. Однако много раз не проводилась систематическая оценка этого опыта или достаточная передача результатов таких оценок между регионами, странами и континентами. Столкнувшись с необходимостью эффективного обеспечения доступа к электричеству для самых бедных слоев общества в течение следующих десятилетий, более систематическая оценка и передача опыта, по-видимому, имеют важное значение.

Исследования, проведенные в этой области, параллельно с децентрализованным характером внесетевого электроснабжения, по-видимому, разбросаны по различным дисциплинам и многочисленным учреждениям на разных континентах, без многих организационных случаев и форумов, которые позволяют систематически сравнивать «извлеченные уроки» и сделать совместные выводы о будущие стратегии в этой области. Поскольку исследования в этой области часто проводятся с небольшим количеством ресурсов, распространены тематические исследования применения определенных технологий в конкретном контексте. Чтобы иметь возможность сравнивать результаты тематических исследований децентрализованного энергоснабжения в разных странах развивающегося мира, было бы очень полезно иметь возможность согласовать минимальные стандарты и принятые рамки для оценки тематических исследований в международном исследовательском сообществе.

Другая особенность заключается в том, что исследования в этой области редко финансируются за счет государственных научных фондов, что позволило бы прозрачно обсуждать результаты. В частности, исследования часто финансируются международными или национальными организациями развития. Поскольку эти организации должны доказать успех своих программ финансирования, часто бывает непросто обсуждать трудности или неудачи открыто в этих контекстах или публиковать критические результаты.

На этом фоне, кажется, что нужны нейтральные научные форумы и форматы, что позволило бы открыто и без негативного воздействия на будущее финансировать проблемы, вопросы, узкие места и трудности. Такие форумы могут стать первым шагом на пути к общему изучению из предыдущего опыта.

Международная конференция «Микро перспективы для децентрализованного энергоснабжения», которая проходила в апреле 2011 года в Техническом университете Берлина, пыталась обеспечить такой форум. Он был нацелен на то, чтобы отразить современное состояние текущей научной деятельности в области децентрализованного энергоснабжения и начать открытую дискуссию о трудностях и проблемах. Презентации включали исследования, проведенные более чем в 30 разных странах на всех континентах. Различные аспекты тематических тем — «внедрение и бизнес-модели», «технология», «пользовательский опыт» и «регулирование» — обсуждались в 17 тематических сессиях с участием 120 участников. Далее в статье представлены некоторые проблемы внедрения систем децентрализованного энергоснабжения в отдаленных районах на основе презентаций и обсуждений на конференции. В большинстве докладов, полученных на конференцию, основное внимание уделялось децентрализованному электроснабжению, в остальной части этого документа основное внимание уделяется децентрализованному электроснабжению. Тем не менее, важно отметить, что области исследований вне этого внимания также привлекают внимание из-за их важности и насущной природы в контексте развития.

Проблемы внедрения систем децентрализованного энергоснабжения в отдаленных районах

Удаленные сельские районы в развивающихся странах часто характеризуются отсутствием инфраструктуры, такой как транспорт, образование и медицинские учреждения, а также тесно связаны с этими недостатками — нехваткой человеческого капитала. Трудность преодоления больших расстояний между городскими поселениями и отдаленными районами усиливается дорогами, которые находятся в плохом состоянии. Эти обстоятельства затрудняют дорогостоящие для поставщиков услуг гарантии регулярных визитов и препятствуют участию местного населения в региональных или национальных рынках.

Именно этот контекст стимулирует типичные трудности в реализации систем децентрализованного электроснабжения, которые будут изложены в этом разделе.

Многие заинтересованные стороны считают, что децентрализованные системы электроснабжения являются технологически зрелыми. Однако после более чем трех десятилетий реализации и с миллионами децентрализованных систем на местах часто известны общие сбои или системы, которые функционируют лишь частично. Технические основы преобразования солнечной энергии в электричество хорошо всем известны, но кажется, что технические системы часто не приспособлены к конкретным местным условиям, а также потребностям и навыкам пользователей. Различные опросы показывают, что внедренные технологии часто не защищены от повреждения или снижения функциональности в результате местных погодных условий: солнечные домашние системы часто являются малорослыми, их батареи повреждаются в дождливые сезоны, контроллеры заряда не адаптируются к высоким температурам. Кроме того, наблюдается, что пользователи часто имеют неполную или ложную информацию о возможностях установленных систем и разочарованы, потому что они не могут использовать их по назначению.

Из-за отсутствия передачи информации между производителями, техническими специалистами или пользователями, часто не гарантируется, что компоненты технической системы будут установлены должным образом. Области солнечной панели, находящейся в тени или устанавливающие кабели неправильного сечения — это несколько примеров, которые уменьшают возможности таких систем и приводят к проблемам с функциональностью. Удаленность многих сельских районов дополнительно затрудняет обеспечение регулярных ремонтных услуг и предоставление доступа к запасным частям. Недостаточное планирование и снижение доступности запасных частей приводит к установке неадекватных компонентов, которые, в свою очередь, влияют на возможности систем. Более того, пользователи часто не информируются о границах систем и склонны их чрезмерно использовать. Системы, которые, как представляется, работают нормально в лабораторных условиях, не работают в реальных условиях из-за неправильного обращения, использования и обслуживания.

Внедрение систем децентрализованного энергоснабжения все в большей степени связано с моделями микрофинансирования, которые особенно позволяют потребителям с более низкими доходами инвестировать в них. Недавние исследования показывают, однако, что существующие схемы связывания предоставления технических систем с микрокредитами отличаются от их воздействия на пользователей.

Наметив некоторые трудности внедрения систем децентрализованного энергоснабжения в отдаленных районах, ясно видно, что эффективность стратегий внедрения должна быть увеличена. Основываясь на обсуждениях на международной конференции в Берлине, представлены некоторые идеи относительно будущих подходов, которые можно было бы использовать в исследованиях и разработках.

Требования к технологии децентрализованных энергетических систем особенно высоки из-за сложного контекста. Технология должна быть надежной, удобной и надежной с технически точки зрения. Хотя для предотвращения высоких издержек необходима определенная стандартизация, необходимо иметь возможность адаптировать технологии к конкретным контекстным условиям. Пилотные модели новых технических систем должны оцениваться в разных климатических условиях и в непосредственном контакте с лицами, ответственными за установку и обслуживание этих и / или их пользователей. Подход «обучения путем внедрения» представляется недостаточным, учитывая уязвимость целевой группы, которая часто сталкивается с проблемами, связанными с существованием. Наличие запасных частей должно быть проще, если системы производятся из региональных ресурсов и с региональными ноу-хау; инженеры должны учитывать этот факт в процессе разработки.

Опросы показывают, что разработка существующих децентрализованных технологий часто не учитывает жизненных условий пользователей в достаточной мере. Контрасты между жизненным миром развивающегося инженера и конечного пользователя особенно высоки, если технологии развиваются в промышленно развитых странах. Но также в национальных условиях развивающихся стран могут существовать огромные различия между повседневной жизнью высокообразованных лиц, проживающих в городских районах, и малообеспеченными бедными домохозяйствами, проживающими в отдаленных сельских районах. Уровни образования конечных пользователей (и тех, кто отвечает за услуги) и их повседневная жизнь должны учитываться при проектировании энергетических систем, но при разработке информационного материала, связанного с их установкой или обслуживанием. Следует также учитывать специфику культурного фона, а также разницу между процессами принятия решений в отношении инвестиций и фактического использования таких систем. Особенно с точки зрения обеспечения систем энергоснабжения, которые мотивируют продуктивное использование, представляется важным узнать больше о профилях пользователей, дифференцированных в потребительские и продуктивные применения.

Как показал опыт, во многих случаях недостаточно обеспечить децентрализованные системы энергоснабжения, которые могут быть установлены техническими специалистами или даже самими пользователями; решающее значение имеет обеспечение их надлежащей установки и регулярного обслуживания. Параллельно с продолжающимися тенденциями в предоставлении «систем обслуживания продуктов» в высокотехнологичных контекстах, кажется, крайне важно обеспечить управление качеством через широкий спектр услуг в зависимости от конкретной технологии. Такой «пакет» должен включать услуги по установке, ремонту, обслуживанию, модернизации и утилизации. Крайне важна нейтральная консультационная сессия по выбору технологии, наилучшим образом отвечающей интересам пользователей и адекватной стратегии финансирования, которая не несет высоких рисков для домашнего хозяйства. Переход от «предоставления технологий» к «обеспечению систем обслуживания энергетических продуктов» имеет большие шансы для регионального экономического развития, если местное население интегрировано в предложение компонентов этих услуг. Предоставление услуг также обеспечивает прямой контакт между коммерческими или частными конечными пользователями и позволяет быстро адаптировать технические системы в соответствии с потребностями пользователей.

Обеспечение доступа к энергии не всегда приводит к ее использованию в производственных целях, что приведет к значительному увеличению доходов домашних хозяйств. Многие потребители используют предоставленную энергию главным образом в потребительских целях и получают выгоду от экономии на прежних расходах на энергию и улучшения условий жизни. Поскольку внедрение этих технологий в большинстве случаев зависит от инвестиций, это важный момент, требующий неотложного внимания. До сих пор мало известно о потенциале различных децентрализованных энергетических систем для различных видов продуктивного использования. Сравнительный анализ различных децентрализованных энергетических систем и их экономическое влияние на производительность различных предприятий могут дать важные результаты в отношении технических требований и схем финансирования. В этом контексте важно различать производительность одного бизнеса и производительность всей деревни или сообщества. Необходимы анализы о том, повышает ли повышение производительности на индивидуальном уровне богатство всего сообщества или, скорее, углубляет социальное неравенство.

Конкуренция также является еще одним важным аспектом в контексте производительности: хотя децентрализованное энергоснабжение может быть дешевле в внесетевых областях по сравнению с расширением централизованной сети, производители вне сети все еще должны конкурировать на национальном рынке с теми, у кого есть доступ к более дешевому централизованному энергоснабжению.

Доступ к энергии является необходимым, но не достаточным условием для создания новых предприятий и повышения производительности. Экономическое развитие в отдаленных регионах можно поощрять только благодаря совместным усилиям различных политических секторов, таких как образование, здравоохранение, сельское хозяйство и региональное развитие. Поэтому системы децентрализованного энергоснабжения должны быть включены в региональные стратегии экономического развития.

Литература:

  1. Специальный доклад МГЭИК по возобновляемым источникам энергии и смягчению воздействий на изменение климата / Межправительственная группа экспертов по изменению климата, 2011 г, 247 с.
  2. Отчет REN21 о состоянии возобновляемых источников энергии в мире 2010 г.; Институт глобального мониторинга; Международное энергетическое агентство, 45 с.
  3. Белкин, А. П. Оценка эффективности перехода на децентрализованное энергоснабжение в Тюменской области / А. П. Белкин, А. В. Дубова // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2016. № 2. С. 5–13.
  4. Кузнецов, Д.С., Ключевые факторы развития возобновляемых источников энергии в Германии / Д. С. Кузнецов, Х. Меннен // АПК России. 2016. Т. 23. № 2. С. 349–355.
Основные термины (генерируются автоматически): децентрализованное энергоснабжение, система, возобновляемый источник энергии, децентрализованное электроснабжение, область, пользователь, район, экономическое развитие, международная конференция, местное население.


Ключевые слова

электроснабжение, электроэнергетическая система, децентрилизованное энергоснабжение

Похожие статьи

Возобновляемые источники энергии в распределенной...

В статье рассматривается место децентрализованной и распределенной энергетики в мировом тренде развития. Показано, что концепция распределенной генерации присуща распределенному характеру возобновляемых источников энергии.

Развитие возобновляемых источников энергии...

Международные конференции. Тематические журналы.

Развитие возобновляемых источников энергии: экономический аспект. Автор: Камов Марат Курманбиевич.

Перспективы развития энергетики в России и в мире

Международные конференции.

Постиндустриальная («умная») энергетика отличается от нее тем, что основывается на энергии возобновляемых источников энергии (а также атомной энергетике), децентрализации энергии, эффективном использовании сравнительно...

Исследование эффективности использования солнечной...

электроснабжение децентрализованных населенных пунктов и промышленных объектов. Фактором, наиболее характерным для Амурской области, является нахождение большинства потребителей электроэнергии вне систем централизованного энергоснабжения.

Проблемы и перспективы развития ветроэнергетических...

Международные конференции. Тематические журналы.

Основные термины (генерируются автоматически): Россия, МВт, установка, децентрализованное электроснабжение, система ориентации, развитие ветроэнергетики, ветроэнергетическая установка, EWEA...

Интеграция виртуальных электростанций с национальной...

Научный журнал. Международные конференции. Тематические журналы.

Управление потреблением электроэнергии (ЭЭ) (совмещение графиков нагрузки потребителей и источников ЭЭ).

Использование приливных электростанций в системе энергоснабжения.

Экологические аспекты применения возобновляемых...

VI международная научная конференция «Современные тенденции технических наук» (Казань, май 2018). Дата публикации: 26.04.2018.

Использование возобновляемых источников энергии для повышения надежности работы систем управления и защиты насосных станций.

Классификация современных ветроэнергетических установок по...

Международные конференции. Тематические журналы.

Автономная система бесперебойного электроснабжения, использующая возобновляемый источник энергии: пат. 113615 Рос.

Инновации в электроэнергетике | Статья в журнале...

Разумной идеей и вектором развития могут стать ВИЭвозобновляемые источники энергии.

70 % территории России, на которой проживает 10 % населения всей страны, находятся в зонах децентрализованного энергоснабжения.

Похожие статьи

Возобновляемые источники энергии в распределенной...

В статье рассматривается место децентрализованной и распределенной энергетики в мировом тренде развития. Показано, что концепция распределенной генерации присуща распределенному характеру возобновляемых источников энергии.

Развитие возобновляемых источников энергии...

Международные конференции. Тематические журналы.

Развитие возобновляемых источников энергии: экономический аспект. Автор: Камов Марат Курманбиевич.

Перспективы развития энергетики в России и в мире

Международные конференции.

Постиндустриальная («умная») энергетика отличается от нее тем, что основывается на энергии возобновляемых источников энергии (а также атомной энергетике), децентрализации энергии, эффективном использовании сравнительно...

Исследование эффективности использования солнечной...

электроснабжение децентрализованных населенных пунктов и промышленных объектов. Фактором, наиболее характерным для Амурской области, является нахождение большинства потребителей электроэнергии вне систем централизованного энергоснабжения.

Проблемы и перспективы развития ветроэнергетических...

Международные конференции. Тематические журналы.

Основные термины (генерируются автоматически): Россия, МВт, установка, децентрализованное электроснабжение, система ориентации, развитие ветроэнергетики, ветроэнергетическая установка, EWEA...

Интеграция виртуальных электростанций с национальной...

Научный журнал. Международные конференции. Тематические журналы.

Управление потреблением электроэнергии (ЭЭ) (совмещение графиков нагрузки потребителей и источников ЭЭ).

Использование приливных электростанций в системе энергоснабжения.

Экологические аспекты применения возобновляемых...

VI международная научная конференция «Современные тенденции технических наук» (Казань, май 2018). Дата публикации: 26.04.2018.

Использование возобновляемых источников энергии для повышения надежности работы систем управления и защиты насосных станций.

Классификация современных ветроэнергетических установок по...

Международные конференции. Тематические журналы.

Автономная система бесперебойного электроснабжения, использующая возобновляемый источник энергии: пат. 113615 Рос.

Инновации в электроэнергетике | Статья в журнале...

Разумной идеей и вектором развития могут стать ВИЭвозобновляемые источники энергии.

70 % территории России, на которой проживает 10 % населения всей страны, находятся в зонах децентрализованного энергоснабжения.

Задать вопрос