Возобновляемые источники энергии как способ рационального природопользования арктических государств: опыт Финляндии | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 декабря, печатный экземпляр отправим 22 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Экология

Опубликовано в Молодой учёный №19 (257) май 2019 г.

Дата публикации: 11.05.2019

Статья просмотрена: 329 раз

Библиографическое описание:

Ульянкина, И. В. Возобновляемые источники энергии как способ рационального природопользования арктических государств: опыт Финляндии / И. В. Ульянкина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 19 (257). — С. 95-100. — URL: https://moluch.ru/archive/257/58922/ (дата обращения: 06.12.2021).



В данной статье автором рассмотрены основные тенденции возобновляемой энергетики в Финляндии, приведена интерпретация и визуализация данных отчетов, выделены наиболее перспективные возобновляемые источники энергии в Финляндии.

Ключевые слова: Финляндия, возобновляемые источники энергии, ветрогенерация, биотопливо.

В настоящее время особенно острая необходимость внедрения систем электро- и теплоснабжения наблюдается в арктических регионах планеты. Арктика, внимание мирового сообщества к которой сейчас особенно велико ввиду наличия потенциальных запасов полезных ископаемых, нуждается в локальных системах подачи энергии ввиду нерациональности ее транспортировки на значительные расстояния. Данную проблему экологически безопасным способом могут решить возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Одним из лучших примеров использования возобновляемых источников энергии в условиях арктического климата служит уникальный опыт Финляндии, страны-председателя Арктического Совета, вклад который в развитии данной отрасли особенно велик.

Согласно данным доклада Renewable Status Report 2017, государственная поддержка в сфере развитие возобновляемой энергетики в 145 странах, выражающаяся в стимулировании и поощрении развития отрасли [9, c. 14]. Как в стране-члене Европейского Союза, основным документом, подчеркивающим необходимость внедрения ВИЭ в Финляндии, является Директива 2009/28/ЕС Европейского парламента и Совета ЕС от 23.04.2009 года «О стимулировании использования энергии из возобновляемых источников и внесении поправок в Директивы 2001/77/EC и 2003/30/EC с последующей отменой этих Директив». Данный документ обозначает необходимость разработки национальных планов, согласно которым «зеленая энергетика» должна стать неотъемлемой частью энергетического комплекса. Так ЕС планирует производить 20% энергии с помощью ВИЭ к 2020 году [2].

Стоит заметить, что нормативно-правовые акты, регулирующие отрасль в Финляндии, были приняты еще в конце 20 – начале 21 века. К ним относятся План действия по возобновляемым источникам энергии от 1999 года и Национальная стратегия по вопросам изменения климата от 2005 года. Инструментами поддержки развития ВИЭ являются налоговые льготы, созданные для производителей электричества, использующих ВИЭ; финансирование НИОКР, направленных на развитие технологий; государственные субсидии. В ближайшем будущем планируется введение системы квот обязательной закупки для поставщиков электроэнергии, которая вырабатывается за счет ВИЭ, а также введение системы так называемых «зеленых сертификатов» и льготных кредитов [9, c. 21].

Согласно Национальному плану Финляндии по стимулированию развития возобновляемых источников энергии к Директиве 2009/28/ЕС, общий объем энергии, произведенной с помощью ВИЭ, к 2020 году должен составлять 38% в структуре энергетического баланса [5]. Таким образом, основной целевой показатель по производству ВИЭ в Финляндии превышает средний целевой показатель ЕС на 18%. В 2016 году страна не только достигла целевого показателя, обозначенного в Директиве 2009/28/ЕС, но и превысила его на 7%.

В 2016 году в общем энергобалансе Финляндии объем энергии, произведенной с помощью ВИЭ, составил 45%. Значительную роль играет атомная энергия, на которую приходится 34% в общем энергобалансе, на традиционные источники энергии приходится 22% энергобаланса страны. Важно заметить, что Статистическое бюро Финляндии рассматривает гидроэнергетику в качестве возобновляемого источника энергии. В случае выделения в структуре энергобаланса данного источника энергии в качестве самостоятельного, его доля составляла бы 23% от общего энергобаланса, а доля ВИЭ без учета данного показателя – 22% (см. рис. 1) [10].

Рис. 1.Структура топливно-энергетического комплекса Финляндии в 2016 году (в %).

Источник: Statistics on production of electricity and heat, Statistics Finland and Electricity statistics. Finnish Energy Industries – Database. URL: http://www.stat.fi/til/salatuo/2016/salatuo_2016_2017-11-02_kuv_001_en.html (дата обращения: 5.04.2019).

Объем энергии, потребленный в Финляндии в 2016 году, составил 3,4 млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу. При этом темпы прироста составили 2,9%, что выводит Финляндию на одиннадцатое место по объему энергии, произведенной с помощью ВИЭ, среди стран европейского региона. По отношению к базисному году (2010) наблюдалось увеличение объемов производства более чем на 21% (см. рис.2) [7, c. 12].

Рис.2. Динамика конечного потребления энергии, произведенной с помощью возобновляемых источников (ВИЭ) в период с 2006 по 2017 гг. (в млн. тонн эквивалентно углеводородному топливу).

Источник: составлено автором на основе данных BP Statistical Review of World Energy. June 2017. URL: https://www.bp.com/content/dam/bp-country/de_ch/PDF/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-full-report.pdf (дата обращения: 12.04.2019).

Биоэнергетика производит основные мощности ВИЭ страны (53% от общей мощности ВИЭ). Она опирается в первую очередь на отходы лесопромышленных комплексов (ЛПК) и деревообрабатывающей промышленности. Общий процесс производство биоэнергии представляет собой механическую, биологическую и химическую переработку данных видов сырья, а также получение тепла, электричества, продуктов химической промышленности. Потенциальный сырьевой спектр в Финляндии довольно-таки широк, процессы переработки происходят на специальных заводах, готовая продукция не ограничивается производством тепла путем сжигания сырья, а благодаря наличию технологий, позволяет производить электричество, попадающее в городские системы электроснабжения. Особое значение имеет использование так называемого черного щелока: объем продукции, произведенной с помощью него, в 2016 году составил 18% в общей структуре ВИЭ. Указанное вещество представляет собой отход лесной промышленности. Обработанный черный щелок – это продукт реакции древесины со щелочью, первичным материалом для которого служит сульфатная целлюлоза. Согласно прогнозам, с учетом того, что Финляндия производит 7,7 млн. т. сульфатной целлюлозы в год, объем энергии, полученный с помощью данного ресурса, может составлять 16,2*103ГВт*ч/год [1, с. 106].

В Климатической и энергетической стратегии Финляндии говориться о необходимости производить 56 ТВт энергии к 2020 году (около 20% производственных мощностей ВИЭ) с помощью отходов лесной промышленности, одного из мощнейших секторов экономики Финляндии, имеющих экспортную ориентацию, и северные арктические районы страны будут играть решающую роль (см. рис.3).

Рис.3. Динамика конечного потребления энергии, произведенной с помощью биологических ресурсов в Финляндии в период с 2006 по 2016 гг. (в млн тонн эквивалентно углеводородному топливу).

Источник: составлено автором на основе данных BP Statistical Review of World Energy. June 2017. – URL: https://www.bp.com/content/dam/bp-country/de_ch/PDF/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-full-report.pdf (дата обращения: 10.04.2019).

Особое стратегическое имеет использование биотопливо в арктических районах, занимающих 44% территории страны (включает Лапландию, а также Северную Остроботнию и Кайнуу). Потенциалы производства биоэнергии в Лапландии особенно велики ввиду того, что крупнейшие ЛПК страны и соответственно наибольший объем отходов деревообрабатывающей промышленности расположены в данном регионе. В ближайшем будущем китайский филиал компании Kaudi Group планирует строительство крупнейшего в стране завода по переработке биомассы в арктическом регионе страны Лапландии, в частности в городской коммуне Кеми. Согласно политике правительства, регион должен стать первым в стране по использованию технологий, предотвращающих выбросы СО2. Объем инвестиций в данный проект составил 1 млрд долл. Согласно первичным подсчетам, биоэнергостанция сможет производить 225000 т биотоплива, причем 75% будет составлять биодизель [4].

Тем не менее, существует ряд рисков в связи с производством и переработкой биомассы. Во-первых, в целом в политике ЕС данный вид сырья не рассматривается в качестве потенциального для европейского рынка возобновляемых источников энергии, ввиду чего в настоящее время для компаний, получающих тепло- и электроэнергию не предоставляется определенных налоговых льгот и сертификатов, что может лишить данный вид ВИЭ привлекательности.

Ветроэнергетика стала рассматриваться в качестве потенциального ВИЭ в период с 2013 года, когда объемы конечного потребления электроэнергии с помощью ВИЭ составили более 0,1 млн тонн нефтяного эквивалента. Общие темпы прироста в период с 2008 года составили 30,1% (см. рис. 4) [3].

Рис.4. Динамика конечного потребления энергии, произведенной с помощью энергии ветра в Финляндии в период с 2008 по 2016 гг. (в млн тонн эквивалентно углеводородному топливу).

Источник: составлено автором на основе данных BP Statistical Review of World Energy. June 2017. – URL: https://www.bp.com/content/dam/bp-country/de_ch/PDF/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-full-report.pdf (дата обращения: 10.04.2019).

К 2020 году планируется производство 6 ТВт энергии с помощью ветрогенерации (около 10,7% общей генерации энергии с помощью ВИЭ) [Х8]. Общее количество ветропарков – 204, они способны производить 4,1 ГВт электроэнергии ежегодно [6].

Самым масштабным проектом по созданию сети ветрогенераторов в Арктике является ветропарк Айос, находящийся неподалеку от города Кеми в районе Лапландии. Ветрогенераторы, способные работать в условиях арктического климата ииспользующие морской ветер, находятся на расстояние 2,6 км от побережья Ботнического залива. Ветропарк установлен на искусственно созданном острове, а общие производственные мощности составляют 30 МВт энергии. На данный момент в эксплуатацию введено четырнадцать ветрогенераторов, благодаря которым осуществляются поставки электричества с помощью кабеля на коммерческой основе. Отмечается, что данный ветропарк позволит обеспечить округ городской коммуны Кеми энергией, произведенный с помощью экологически чистого сырья. [8].

Исследования по адаптации работы ветрогенераторов в условиях арктического климата начались в 1980х годах, и сейчас Финляндия является лидером в данном направлении. Большая часть исследований проводится Техническим центром исследований Финляндии. Основным вопросом является проблема замерзания лопастей ветровых турбин, препятствующая их стабильной работе. Куда большую опасность представляют довольно-таки крупные глыбы льда, отлетающие с турбин в процессе их вращения после оттаивания и способные привести к повреждениям строений, человеческим травмам. Первоначально проблема решалась пассивным способом: ветрогенераторы окружались предупредительными знаками, обеспечивались соответствующим освещением либо проведением противообледенительных процедур, подразумевающих очищение турбин механическим способом. Однако инженерами-экологами признается, что единственным безопасным решением проблемы является внедрение систем, препятствующих замерзанию турбин,на ранних этапах разработки ветрогенераторов. Данные системы должны обладать способностью измерения температуры окружающего воздуха и управления отопительной системой, которые позволили бы контролировать уровень подачи тепла в ветрогенераторы. Первое коммерческое использование подобных разработок было запущено в 1996 году в Лапландии.

Другим вопросом является внедрение самих ветрогенерационных установок в грунт, представленный вечной мерзлотой. Процесс требует использование специальных технических средств. Нерешенной для Финляндии также является проблема отчуждения территорий, на которых находятся ветропарки. Однако инженерами-экологами научно доказано, что нарушения грунта и расчистка растительности, связанные с установкой ветрогенераторов, являются минимальными по сравнению со строительными работами на электростанциях, работающих на традиционных источниках энергии [5].

Таким образом, в ходе сбора, анализа, синтеза, сравнения, систематизации и графической интерпретации различных источников по проблематике использования возобновляемых источников энергии в качестве перспективного способа получения энергии в Финляндии был сделан ряд выводов:

  1. Финляндия как страна-член Европейского союза и председатель Арктического Совета активно инвестирует в сектор ВИЭ. Страна достигла целевого показателя ЕС, так как доля ВИЭ в ее топливно-энергетическом комплексе составила 45%, согласно официальной статистике с учетом ГЭС; без их учета – 22%. Общий объем производства составил 4,1 млн. тонн углеводородного эквивалента. Важнейшую роль в развитии отрасли играет Национальный план Финляндии по стимулированию развития возобновляемых источников энергии к Директиве 2009/28/ЕС;
  2. Основным сектором в структуре ВИЭ является производство энергии с помощью биологической массы, включая производство биотоплива, биодизеля, электроэнергии, тепла. Данное производство неразрывно связано с лесной промышленностью и агропромышленным комплексом, так как опирается преимущественно на продукты переработки и отходы данных производств. Наиболее перспективна биоэнергетика именно в арктических районах Финляндии, так как масштабы и потенциалы лесной промышленности в них наиболее велики. Несмотря на успехи отрасли, существует значительное количество экологических рисков, связанных с данным способом природопользования. Большая часть из них говорит о расточительном использовании биологических ресурсов и нерациональном сжигании сельскохозяйственных продуктов, что может стать угрозой продовольственной безопасности государства;
  3. Получение энергии с помощью ветрогенероторов в арктических районах Финляндии также велики ввиду существующих климатических условий и наличия морских ветров. В 2016 году объемы производства составили 0,1 млн. тонн нефтяного эквивалента. 64% всех проектов страны по использованию ветрогенерации в условиях морского климата приходятся на арктические районы. Большая часть рисков секторе связана с адаптацией ветровых турбин к работе в условиях низких температур, однако финские компании с помощью специальных тепловых систем решают проблему, не снижая уровень рентабельности производства. Экологические риски связаны в первую очередь с нарушением грунтов и отчуждением земель. Проблема нарушения полетов птиц ввиду их попадания в лопасти турбин постепенно решается благодаря разработке специальных датчиков, способных распознавать движение живых организмов в воздухе.

Данные выводы позволяют подчеркнуть, что в наши дни возобновляемые источники энергии являются не просто способом рационального природопользования, направленного на сохранения окружающей среды, но и реальными производственными мощностями, способными решить проблему поставки тепло- и электроэнергии в условиях сурового арктического климата, что будет способствовать экологически безопасному освоению и развитию региона. Опыт Финляндии как страны-председателя Арктического Совета может стать полезным для России, ввиду наличия схожих климатических условий, и совместные российско-финские проекты смогут внести значительный вклад в переход к экологически чистому производству энергии в обеих странах.

Литература:

  1. Григорай О.Б. Переработка черных щелоков сульфатного производства: учебное пособие/ СПбГТУРП. – СПб. 2012 – 106 с.
  2. Директива Европейского парламента Совета Европейского Союза 2009/28/ЕС от 23 апреля 2009 г. о стимулировании использования энергии из возобновляемых источников, внесении изменений и дальнейшей отмене Директив 2001/77/ЕС и 2003/30/ЕС (действует с 23.04.2009). URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=INT&n=59462#09727315473834233
  3. BP Statistical Review of World Energy. June 2017. – URL: https://www.bp.com/content/dam/bp-country/de_ch/PDF/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-full-report.pdf.
  4. Chinese investors move ahead in Finnish Lapland, will build €1 billion biofuel refinery. The Independent Barents Observer. – URL: https://thebarentsobserver.com/en/industry-and-energy/2016/12/chinese-investors-move-ahead-finnish-lapland-will-build-eu1-billion (дата обращения: 15.04.2019).
  5. Finland's national action plan for promoting energy from renewable sources pursuant to Directive 2009/28/EC. Ministry of Employment and the Economy Energy Department. – URL: http://www.ebb-eu.org/legis/ActionPlanDirective2009_28/national_renewable_energy_action_plan_finland_en.pdf (дата обращения: 10.03.2018).
  6. Finland wind farms database. Wind Energy Market Intelligence. – URL: https://www.thewindpower.net/store_country_en.php?id_zone=25 (дата обращения: 20.04.2019).
  7. EU Guidance on wind energy development in accordance with the EU nature legislation / Wind energy developments and Natura; European Commission. – 2000. –12 p.
  8. Kemi Ajoksen I Offshore Wind Farm [Электронныйресурс]. URL: http://www.4coffshore.com/windfarms/kemi-ajos-1-finland-fi01.html (дата обращения: 25.04.2018).
  9. Renewables 2017: Global Status Report, 2017. – Key World Energy Statistics. – URL: http://www.rfc.kegoc.kz/images/RENEWABLES2017GLOBALSTATUSREPORT.pdf (дата обращения: 12.04.2019).
  10. Statistics on production of electricity and heat. Finnish Energy Industries / Database. – URL: http://www.stat.fi/til/salatuo/2016/salatuo_2016_2017-11-02_kuv_001_en.html (дата обращения: 5.04.2019).
Основные термины (генерируются автоматически): финляндия, возобновляемый источник энергии, URL, PDF, помощь, лесная промышленность, углеводородное топливо, арктический климат, Арктический Совет, конечное потребление энергии.


Похожие статьи

Динамика использования возобновляемых источников энергии...

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...

Развитие промышленности и технологий в Арктике

Статья посвящена рассмотрению развития промышленности и технологий в Арктике в

Но исследования показали, что сочетание вибрационных источников на льду и микрофонов

Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной...

Инновационный потенциал развития Арктической зоны...

В статье анализируется инновационный потенциал Арктической зоны Российской Федерации (далее — АЗРФ). Для этого проводится исследование имеющихся ресурсов и потенциала данного региона, а также приводятся основные законы, определяющие приоритетные...

Экологические аспекты применения возобновляемых...

Возобновляемые источники энергии всё шире применяются в энергетике и поэтому всё пристальнее внимание к аспекту их взаимодействия с окружающей средой. По сравнению с другими видами возобновляемые источники энергии (ВИЭ) являются одним из наиболее...

Атомная энергетика и освоение Арктики | Статья в журнале...

Арктическая зона, Российская Федерация, Арктика, условное топливо, россия, газ, национальная безопасность, инновационное развитие, Арктический Совет, млрд. Арктическая стратегия Республики Корея | Статья в журнале... Арктический регион в конце XX — начале...

Научный и технологический потенциал Булунского района...

Арктические территории обладают большим потенциалом нетрадиционных возобновляемых источников энергии, прежде всего

Арктика , Российская Федерация , Арктическая зона , Россия, Арктический Совет, Арктический регион, США, национальная безопасность...

Освоение российской Арктики и арктических территорий...

Прилегающий к территории России арктический шельф может стать в XXI в. основным источником углеводородного сырья как для самой

Экологические программы, программы мониторинга изменения климата и др. Совместное освоение региона возможно только при...

Перспективы освоения нефтегазовых месторождений...

Арктика, Российская Федерация, Арктическая зона, Россия, Арктический Совет, Арктический регион, США, национальная безопасность, государство

Прилегающий к территории России арктический шельф может стать в XXI в. основным источником углеводородного сырья как...

Арктика и развитие арктической зоны | Статья в журнале...

Арктическая зона, Российская Федерация, Арктика, условное топливо, россия, газ, национальная безопасность, инновационное развитие, Арктический Совет, млрд. Меры по обеспечению интересов России в Арктике. Северный Морской Путь, Россия, архангельск...

Похожие статьи

Динамика использования возобновляемых источников энергии...

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...

Развитие промышленности и технологий в Арктике

Статья посвящена рассмотрению развития промышленности и технологий в Арктике в

Но исследования показали, что сочетание вибрационных источников на льду и микрофонов

Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной...

Инновационный потенциал развития Арктической зоны...

В статье анализируется инновационный потенциал Арктической зоны Российской Федерации (далее — АЗРФ). Для этого проводится исследование имеющихся ресурсов и потенциала данного региона, а также приводятся основные законы, определяющие приоритетные...

Экологические аспекты применения возобновляемых...

Возобновляемые источники энергии всё шире применяются в энергетике и поэтому всё пристальнее внимание к аспекту их взаимодействия с окружающей средой. По сравнению с другими видами возобновляемые источники энергии (ВИЭ) являются одним из наиболее...

Атомная энергетика и освоение Арктики | Статья в журнале...

Арктическая зона, Российская Федерация, Арктика, условное топливо, россия, газ, национальная безопасность, инновационное развитие, Арктический Совет, млрд. Арктическая стратегия Республики Корея | Статья в журнале... Арктический регион в конце XX — начале...

Научный и технологический потенциал Булунского района...

Арктические территории обладают большим потенциалом нетрадиционных возобновляемых источников энергии, прежде всего

Арктика , Российская Федерация , Арктическая зона , Россия, Арктический Совет, Арктический регион, США, национальная безопасность...

Освоение российской Арктики и арктических территорий...

Прилегающий к территории России арктический шельф может стать в XXI в. основным источником углеводородного сырья как для самой

Экологические программы, программы мониторинга изменения климата и др. Совместное освоение региона возможно только при...

Перспективы освоения нефтегазовых месторождений...

Арктика, Российская Федерация, Арктическая зона, Россия, Арктический Совет, Арктический регион, США, национальная безопасность, государство

Прилегающий к территории России арктический шельф может стать в XXI в. основным источником углеводородного сырья как...

Арктика и развитие арктической зоны | Статья в журнале...

Арктическая зона, Российская Федерация, Арктика, условное топливо, россия, газ, национальная безопасность, инновационное развитие, Арктический Совет, млрд. Меры по обеспечению интересов России в Арктике. Северный Морской Путь, Россия, архангельск...

Задать вопрос