- •Львівська обласна державна адміністрація Головне управління економіки облдержадміністрації
- •Анотація
- •Стратегія країн-членів Європейського Союзу
- •Постановка проблем
- •Альтернативні джерела енергії
- •Десять кроків на шляху до заміни традиційної енергетики на альтернативну
- •Нетрадиційні джерела енергії
- •Світовий рівень використання нізкопотенциальной теплової енергії Землі за допомогою теплових насосів.
- •Графік зміни температури грунту залежно від глибини
- •Види горизонтальних грунтових теплообмінників
- •Перетин різних типів вертикальних грунтових теплообмінників
- •Схеми розподілу температур в грунтовому масиві навколо вертикального грунтового теплообмінника на початку і в кінці першого опалювального сезону.
- •Макетний зразок термоськважіни і вузол її сполучення з магістральними трубопроводами системи теплосбора
- •Макетний зразок термоськважіни
- •Література
- •Додатки
- •Біодизель можна виробляти у власному господарстві
- •43005, Україна, м. Луцьк
- •Примітки
Стратегія країн-членів Європейського Союзу
з розширення використання поновлювальних джерел енергії (ВІЕ)
Візьмемо за аксіому, що будь-які довгострокові програми Європейського Союзу формуються під впливом серйозних чинників і направлені на перспективу. Стратегія ЄС у сфері використання ВІЕ також спиралася і була сформована під впливом істотних обставин, які викликали стурбованість в європейському співтоваристві, а саме :
- залежність енергозабезпечення країн ЄС від імпорту енергоносіїв і, як наслідок, зниження надійності енергозабезпечення, що росте
- вичерпання природних ресурсів, збільшення вартості їх здобичі, а, отже, і їх ціни
- посилення напруженості в країнах, енергоресурсів, що традиційно є постачальниками енергетичних ресурсів
- негативна дія підприємств паливно-енергетичного комплексу на навколишнє середовище
- накопичення побутових і промислових відходів, які в умовах розвитку і впровадження відповідних технологій можуть бути використані для виробництва тепло- і електроенергії.
Підвищення якості життя в країнах - членах ЄС, що є одним з ключових завдань співтовариства, не можливе у разі збереження, а тим більше посилення дій зазначених вище чинників на розвиток економіки. Щоб нейтралізувати їх, а деякі з них, наприклад, такий як накопичення побутових і промислових відходів, ефективно використовувати на користь суспільства, і була сформована стратегія ЄС у сфері поновлюваних джерел енергії.
Одним з перших правових актів Європейського Союзу, присвячених врегулюванню відносин у сфері використання поновлюваних джерел енергії, стала Зелена Книга Європейської Комісії від 20 листопада 1996 року. У цьому документі перед країнами-членами ЄС було поставлено масштабне завдання - до 2010 року подвоїти частку поновлюваних джерел енергії в загальному енергобалансі (від 6% до 12%) і передбачені механізми його реалізації, такі, як надання системних кредитів, гармонізація податкового законодавства, надання державної підтримки, стандартизація, фінансова підтримка проведення наукових досліджень в цій сфері і ін. Серед основних переваг використання поновлюваних джерел енергії, які зумовили ухвалення цього рішення, були названі - відповідність загальній стратегії стійкого розвитку, зменшення залежності від імпорту енергоносіїв і скорочення викидів СО2 в атмосферу. Тобто фактично - підвищення якості життя і надійності енергозабезпечення за рахунок зміни структури енергоспоживання. У документі визначені і перешкоди, що існують на шляху реалізації такого масштабного завдання, основними серед яких визнані наступні :
- Високі капітальні витрати і тривалі терміни повернення вкладених засобів і, як наслідок, вища вартість теплової і електричної енергії, вироблюваної з використанням ВІЕ, особливо на ранніх етапах їх впровадження.
- Наявність технічних і організаційних проблем, пов'язаних з приєднанням ВІЕ до електричних і теплових мереж.
- Відсутність у осіб, що ухвалюють рішення, необхідній інформації про потенціал ВЕІ і особливостях їх використання і, як наслідок, загальна протидія змінам на ринку енергоресурсів.
Наявність цих перешкод якраз і планувалося подолати за рахунок надання системних кредитів, податкових пільг, інших видів державної підтримки як впровадження ВІЕ, так і проведення наукових досліджень в цій сфері.
Поява Зеленої книги викликала широку дискусію в співтоваристві, за підсумками якої вже через рік була прийнята Біла книга Європейської Комісії, що затвердила Стратегію і план дій ЄС у сфері ВІЕ. У цьому документі було підтверджено глобальне завдання, зафіксоване в Зеленій Книзі, - подвоєння до 2010 року частки поновлюваних джерел енергії в загальному енергобалансі.
Причому в Стратегії досягнення 12% бар'єру вже визнано мінімальним завданням для країн-членів ЄС. На думку експертів в результаті її реалізації вдасться досягти більш вражаючих результатів.
Для досягнення поставленого завдання Стратегія передбачає реалізацію наступних першочергових заходів :
- Забезпечення недискримінаційного доступу ВІЕ на ринок виробництва електроенергії;
- Введення фіскальних і фінансових мерів, сприяючих ширшому використанню ВІЕ (проведення гнучкої інвестиційної політики, введення пільгового оподаткування, надання субсидій на створення нових виробничих потужностей, забезпечення фінансових стимулів для споживачів енергії з метою стимулювання їх до використання енергії від ВІЕ).
- Підтримка нових ініціатив, що стосуються використання біомаси для потреб транспорту, виробництва тепла, електроенергії, в т.ч. посилення ринку палив, що отримуються з біомаси, просування біогазових технологій, розширення використання твердої біомаси.
- Підтримка використання ВІЕ при будівництві і реконструкції будівель (особливо це стосується використання сонячної енергії).
Велика увага у Стратегії приділяється питанням підвищення інформованості осіб, що ухвалюють рішення, потенціалу використання ВІЕ, зокрема в таких сферах, як захист навколишнього середовища, безробіття, конкуренція і державна підтримка, технологічні дослідження і розробки, регіональна політика, сільське господарство і ін.
У розвиток Стратегії і плану дій ЄС у сфері ВІЕ у вересні 2001 року була прийнята Директива 2001/77/ЄС про реалізацію електроенергії, отриманої з використанням ВІЕ, на внутрішньому ринку електроенергії, в якій задекларована мета збільшення частки виробництва електроенергії з використанням ВІЕ до 22,1% до 2010 року. Директивою також визначені :
- зобов'язання для країн-членів ЄС, починаючи з жовтня 2002 р. і далі кожні п'ять років, публікувати звіти, що відображають завдання відповідної країни по збільшенню споживання енергії, отриманої з використанням відновлювальних джерел енергії, на подальших 10 років, і направлені на реалізацію завдань, відбитих в Білій Книзі і Кийотському протоколі, а також заходи, які вже були проведені до цього часу.
- зобов'язання для країн-членів ЄС, починаючи з жовтня 2003 р. і далі кожні два роки, публікувати звіт з аналізом заходів, виконаних в рамках реалізації стратегії по збільшенню використання ВІЕ.
- зобов'язання для Комісії, починаючи з жовтня 2004 року і далі кожні два роки, публікувати узагальнений звіт на підставі державних звітів
- зобов'язання для Комісії до 27 жовтня 2005 року опублікувати звіт про досвід, придбаний різними країнами-членами ЄС під час реалізації стратегії збільшення використання ВІЕ.
- зобов'язання для країн членів ЄС до 27 жовтня 2003 р. упровадити у себе систему гарантування «оригінальності енергії», що передбачає видачу сертифікатів оригінальності енергії, які взаємно визнаються у всіх країнах-членах ЄС, в яких вказано джерело енергії, дату і місце вироблення енергії, а для гидроелектроенергії додатково потужність джерела.
- зобов'язання для країн-членів ЄС проаналізувати своє законодавство з погляду адміністративних і повноважних процедур, вживаних до підприємств, що виробляють енергію з поновлюваних джерел, і внести до нього зміни, що припускають :
· зменшення регуляторних і нерегуляторних бар'єрів по збільшенню виробництва електроенергії з поновлюваних джерел
· прискорення і оптимізацію процедур на відповідних адміністративних рівнях
· забезпечення об'єктивності, прозорості і недискримінаційній правив.
- зобов'язання для країн-членів ЄС забезпечити прийнятні ціни і дотримання принципу недискримінаційності при підключенні до електромереж підприємств, що виробляють енергію з використанням ВІЕ. Для чого необхідно прийняти відповідні правові акти або зобов'язати операторів системи транспортування і розподілу :
· забезпечити гарантії по транспортуванню електроенергії, виробленої з ВІЕ
· визначити і опублікувати стандартні правила щодо відповідальності за ціну технічних пристосувань, необхідних для підключення до мережі (або навіть зобов'язати операторів узяти на себе відповідні витрати);
· визначити і опублікувати стандартні правила розподілу вартості інсталяції системи між всіма виробниками, які отримують від неї користь;
· забезпечити всіх нових виробників, що виявили бажання приєднатися до системи, повною і детальною інформацією про вартість підключення.
Директивою передбачено дві системи підтримки розвитку ВІЕ в країнах-членах ЄС
- підтримка, заснована на квотах
- підтримка, заснована на цінах.
У разі застосування механізму підтримки, заснованої на квотах, енергія, вироблювана з використанням ВІЕ, продається за ринковою ціною, але, при цьому, виробники так званої «чистої» енергії отримують додаткові кошти за рахунок продажу «зелених сертифікатів», певне число яких повинен купити кожен споживач.
У разі застосування механізму підтримки, заснованої на цінах, держава законодавчо визначає ціну енергії, вироблюваної від ВІЕ, по якій оператори мережі зобов'язані її купувати.
І перший, і другий механізми з різними особливостями застосовуються в більшості європейських країн (перший - у Великобританії, Ірландії, Нідерландах, на шляху твердження - в Данії і Бельгії; другий - в Германії і Іспанії). На сьогодні Європейська Комісія ще остаточно не визначилася, який з механізмів підтримки більш прийнятним і залишає вибір системи державної підтримки розвитку ВІЕ на розсуд стран- членів ЄС. Оскільки проектом директив, прийнятих в 2001 році передбачений збір і аналіз інформації про використовуваних національними урядами механізмах державної підтримки для розвитку ВІЕ і їх дії на досягнення результатів, передбачених директивою, найближчими роками можна чекати появи відповідного аналізу і пропозиції з боку КРЕ зупинитися на тій або іншій системі державної підтримки. Проте вже сьогодні сформовані вимоги до таких механізмів. Це перш за все : узгодженість з принципами внутрішнього ринку електроенергії, облік специфічних характеристик різних технологій, простота і ефективність, наявність перехідних стадій в їх впровадженні.
Стратегія України по розвитку ВІЕ. Відразу ж відмітимо, що поновлювані джерела енергії визначаються у законодавстві України як альтернативні, поновлювані і нетрадиційні (щоб уникнути плутанини далі користуватимемося терміном ВІЕ). Основним документом, регулюючим діяльність, пов'язану з розвитком ВІЕ, є Закон України «Про альтернативні джерела енергії», що набув чинності в лютому 2003 року. Оскільки цей закон розроблявся і приймався в той час, коли наявність відповідності законодавства принципам європейських директив вже вважалася обов'язковою, основи державної політики у сфері розвитку ВІЕ в основному співпадають з тими, які діють в Європейському Союзі. Але, практично все, задеклароване у законі принципи розвитку ВІЕ, носять виключно декларативний характер, оскільки ні самим законом, ні іншими нормативними актами не передбачено механізмів їх реалізації. Що стосується фінансування заходів у сфері ВІЕ, то, згідно закону, вони можуть здійснюватися за рахунок засобів підприємств, установ, організацій, державного і місцевого бюджету, добровільних внесків, а також за рахунок засобів, передбачених в оптовому тарифі на електроенергію, шляхом введення спеціальної цільової надбавки. Остання можливість є єдиним реалістичним інструментом сприяння розвитку ВІЕ, хоча далеко не оптимальним. Відмітимо, що на практиці цей механізм використовується виключно для розвитку вітроенергетики, яка, на наш погляд, не є пріоритетним напрямом розвитку поновлюваних джерел енергії в такій країні, як Україна. Окрім закону за роки незалежності було прийнято цілий ряд концепцій і програм, в яких також декларувалася необхідність розвитку поновлюваних джерел енергії. Всі ці документи також обійшли увагою таке питання, як визначення механізмів вирішення поставлених в них завдань. Що ж маємо у підсумку ?
1. Задекларовані наміри розвивати поновлювані джерела енергії без яких або механізмів, стимулюючих їх розвиток. І це в умовах, коли:
· енергозабезпечення України є небезпечно залежним від імпорту енергоносіїв з Росії (газ, нафта, ядерне паливо) як з погляду частки імпорту, так і з погляду тенденції до зростання вартості паливних ресурсів
· спостерігається зростання негативної дії підприємств ПЕК на навколишнє середовище, обумовлений старінням устаткування і відсутністю засобів на проведення екологічних заходів
· посилюються проблеми з переробкою побутових і промислових відходів - велика кількість в Україні накопичуваних відходів, що не переробляються, може уразити уяву представників будь-якій з країн ЄС
· на вітчизняному ринку з'являються нові технології використання ВІЕ.
2. Маса проблем, що перешкоджають входженню на енергетичний ринок ентузіастів нетрадиційної енергетики, які вкладають в розвиток ВІЕ власні засоби (технічні і організаційні проблеми, пов'язані з приєднанням ВІЕ до електричних і теплових мереж, тарифне регулювання, дозвільна система і т.д).
Чи можливо за таких умов розраховувати на розширення використання поновлюваних джерел енергії в Україні ? - питання більш ніж риторичне.
Все це говорить про те, що на сьогодні в такій важливій для майбутнього розвитку енергетики сфері державою майже нічого не робиться (а то, що робиться, не більш, ніж декларації про добрі наміри). На жаль, не видно і приватної ініціативи, лобіюючої розробку і затвердження механізмів, що відкривають можливості для розвитку цією перспективною для майбутнього сфери. Особливо це дивно в умовах, коли Україна, не дивлячись на неприйняття з боку ЄС і ВТО, до останнього чіпляється за збереження існуючих механізмів державної підтримки, що знов вводяться, для інших сфер діяльності, таких, наприклад, як бюджетне субсидування, податкові пільги, введення держзамовлень, надання пільгових кредитів і ін., тим самим створюючи собі проблеми у відносинах з ЄС і ВТО. При цьому, у випадках, коли і нормами ЄС і ВТО передбачені можливості здійснення державної підтримки для розвитку якого-небудь виду діяльності (як це йде з поновлюваними джерелами енергії), ми їх чомусь вперто ігноруємо.
Хочеться вірити, що при формуванні енергетичної стратегії України розвитку поновлюваних джерел енергії буде приділено гідну увагу і, що це увага не обмежиться хорошими і правильними деклараціями про наміри, а супроводжуватиметься серйозною роботою по формуванню механізмів стимулювання розвитку цієї сфери і їх нормативно-правовому забезпеченню.
Країна |
Приклад державної підтримки розвитку ВІЕ |
Австрія |
Загальний внесок ВІЕ в задоволення потреб країни в енергії на 2000 рік становив 24% і, проте, Австрія продовжує активно сприяти їх розвитку, забезпечуючи : · Пільговий тариф на електроенергію, вироблювану установками, що використовують сонячну, вітрову електроенергію і біомасу. · Введення податку на електроенергію і тепло, який не розповсюджується на виробників енергії з використанням ВІЕ. · Гарантовану покупку енергії від ВІЕ. |
Німеччина |
До 2010 року Германія поставила за мету удвічі збільшити вироблення електроенергії від ВІЕ (з 5% в 2000 року до 10% у 2010 році.). Для реалізації цього завдання урядом було заплановано: 1. Реалізація державної програми «Ринкові стимули і розвиток поновлюваних джерел енергії», що передбачає підтримку виробників енергії з ВІЕ за рахунок виділення субсидій (щорічні субсидії у розмірі 30 млн. DM до 2030г ). 2. Виділення урядових асигнувань на дослідницькі роботи. 3 Встановлення спеціальних фіксованих тарифів для енергії, що отримується від ВІЕ; перегляд цих тарифів кожні два роки з урахуванням вдосконалення технологій і розвитку ринку (визначено Законом про ВІЕ від 25.02.2000 року.) |
Англія |
Великобританія задекларувала мету - досягнення до 2010 року вироблення 10% всій електроенергії від ВІЕ (на 2002 рік частка ВІЕ у вироблюваній у Великобританії електроенергії складала всього 2,8%). Для реалізації цього завдання прийняті : 1.«Припис по зобов'язаннях ВІЕ» від 01.01.2002 р., в якому введені зобов'язання для всіх електроенергетичних компаній до березня 2003 року проводити 3% від електроенергії, що виробляється ними, за рахунок ВІЕ, а до березня 2011 р. збільшити частку цієї енергії 10,4%. Термін дії розпорядження - до 2027 р. 2. Стратегія в області поновлюваних джерел енергії від 2000 року., що передбачає скорочення емісії Со2 на 21,5% в порівнянні з 1990 роком. 3. «Програма по зміні клімату». |
Іспанія |
Іспанією передбачено досягнення до 2010 року 12% внеску ВІЕ в загальний енергобаланс країни. З метою реалізації цього завдання в 1998 році прийнятий Королівський закон, що передбачає використання двох варіантів надання пільг виробникам енергії від ВІЕ (на вибір виробників): - продаж електроенергії за гарантованою фіксованою ціною - продаж електроенергії за ринковою ціною + бонус за кожен проведений квт.час. електроенергії від ВІЕ. |
Швеція |
Для реалізації завдань, передбачених директивою уряд Швеції прийняв : · Державний закон по стійкому енергопостачанню, що включає заходи по збільшенню електро- і теплопостачання за рахунок ВІЕ. · Семирічну програму наукових досліджень і розробки демонстраційних програм, направлених на підтримку ВІЕ і нових енергетичних технологій, що передбачає виділення фінансових коштів на ці заходи. П'ятирічну програму субсидій (виділення 50 млн.євро на створення енергогенеруючих потужностей з використанням біопалив). |
Фінляндія |
Фінляндія задекларувала мету - до 2005 року досягти використання біоенергії 25% в загальному енергобалансі країни. Із цього приводу ухвалено Рішення по енергетичній політиці (1995 рік), що зафіксувало механізми досягнення поставленої мети. |
Останніми роками як в науково-технічній літературі, так і в популярних виданнях з'являються численні публікації про нетрадиційні поновлювані джерела енергії (НПДЕ). Оцінки можливостей їх широкого застосування коливаються від захоплених до помірно песимістичних. «Зелені» закликають взагалі замінити всю традиційну паливну і атомну енергетику на використання НВІЕ. Думки ж фахівців набагато обережніші. На питання : «Що ж таке нетрадиційні джерела енергії?» можна відповісти таким чином – це не панацея і не дурощі.
До нетрадиційних і поновлюваних джерел енергії зазвичай відносять : сонячну, вітрову і геотермальну енергію, енергію морських приливів і хвиль, біомаси (рослини, різні види органічних відходів), нізкопотенціальну енергію навколишнього середовища. До НПДЕ також прийнято відносити малі ГЕС (потужністю до 30 Мвт при потужності одиничного агрегату не більше 10 Мвт), які відрізняються від традиційних - більших - ГЕС тільки масштабом.
Зазначені
джерела енергії мають як позитивні, так
і негативні власти-вості. До позитивних
відносяться повсюдна доступність
більшості
їх видів, екологічна чистота. Експлуата-ційні
витрати по використанню нетрадиційних
джерел не містять паливної складової,
оскільки енергія цих джерел як би
безкоштовна.
Негативні якості - це мала щільність потоку (питома потужність) і мінливість в часі більшості НПДЕ. Перша обставина примушує створювати великі площі енергоустановок, що «перехоплюють» потік використовуваної енергії (приймальні поверхні сонячних установок, площа вітрокола, протяжні дамби приливних електростанцій і тому подібне). Це приводить до великої матеріаломісткості подібних пристроїв, а, отже, до збільшення питомих капіталовкладень в порівнянні з традиційними енергоустановками.
Правда,
підвищені капіталовкла-дення згодом
окупаються за рахунок низьких
експлуатаційних витрат, але на початковій
стадії вони чутливо «б'ють по кишені»
тих, хто хоче використовувати НПДЕ.
Більше неприємностей завдає мінливість в часі таких джерел енергії, як сонячне випромінювання, вітер, приливи, стік малих річок, тепло навколишнього середовища. Якщо, наприклад, зміна енергії приливів строго циклічна, то процес надходження сонячної енергії, хоча в цілому і закономірний, містить, проте, значний елемент випадковості, пов'язаний з погодними умовами.
Ще
мінливіша і непередбачувана енергія
вітру. Зате геотермальні установки при
незмінному дебіті геотермального флюїду
в свердловинах гарантують постійне
вироблення енергії (електричної або
теплової).
Крім того, стабільне виробництво енергії можуть забезпечити установки, що використовують біомасу, якщо вони забезпечуються необхідною кількістю цієї «енергетичної сировини».
Кажучи про виробництво електроенергії, слід відмітити, що вона є вельми специфічним видом продукції, який повинен бути спожитий в той же момент, що і проведений. Її не можна відправити «на склад», як вугілля, нафту або будь-який інший продукт або товар, оскільки фундаментальна науково-технічна проблема акумуляції електроенергії у великих кількостях поки не вирішена, і немає підстав вважати, що вона буде вирішена в досяжному майбутньому.
Для малих автономних вітрових і сонячних енергоустановок можливо і доцільне застосування електрохімічних акумуляторів, але при виробництві електроенергії за рахунок цих нерегульованих джерел в промислових масштабах виникають труднощі, пов'язані з неможливістю постійного сполучення виробництва електроенергії з її споживанням (за графіком навантаження). Технічно достатньо могутня енергосистема, що включає також вітроелектричні установки (ВЕУ) або вітроелектростанції (ВЕС) і сонячні електростанції (СЕС), може компенсувати зміни потужності цих станцій. Проте при цьому, щоб уникнути змін параметрів енергосистеми (перш за все частоти), частка нерегульованих електростанцій не повинна перевищувати, за попередньою оцінкою, 10-15% (по потужності).
Разом з тим слід зазначити, що у цілому використання НПДЕ у світі набуло відчутних масштабів і має стійку тенденцію до зростання. У деяких країнах частка нетрадиційних джерел в енергобалансі вже складає понад десять відсотків.
По
різних прогнозних оцінках, в яких в
даний час немає недоліку, ця частка до
протягом 2010-2015 років у більшості
розвинених країн державах досягне або
перевершить цю межу. Тут можна дискутувати
тільки про темпи зростання даного
показника, але сам факт зростання не
береться під сумнів.
Різні види НПДЕ знаходяться на різних стадіях освоєння. Як це ні парадоксально, найбільше застосування отримав наймінливіший і непостійний вид енергії - вітер. Сумарна світова встановлена потужність крупних ВЕУ і ВЕС, по різних оцінках, складає від 10 до 20 ГВт.
Парадокс,
що здається, пояснюється тим, що питомі
капіталовкладення у ВЕУ нижчі, ніж при
використанні більшості інших видів
НПДЕ. Росте не тільки сумарна потужність
вітряних установок, але і їх одинична
потужність, що перевищила 1 Мвт.
У багатьох країнах виникла нова галузь - вітроенергетичне машинобудування. Мабуть, і в найближчій перспективі вітроенергетика збереже свої передові позиції. Світовими лідерами по застосуванню енергії вітру є США, Німеччина, Нідерланди, Данія, Індія.
Вітроенергетичні установки (ВЕУ) досягли сьогодні рівня комерційної зрілості і в місцях із сприятливими швидкостями вітру можуть конкурувати з традиційними джерелами електропостачання. Зі всіляких пристроїв, що перетворюють енергію вітру в механічну роботу, в переважній більшості випадків використовуються лопатеві машини з горизонтальним валом, що встановлюється за напрямом вітру. Набагато рідше застосовуються пристрої з вертикальним валом. Разом з тим установка ВЕУ виявляється доцільною тільки в місцях, де середньорічні швидкості вітру достатньо великі. ККД досягає для кращих вітрових коліс приблизно 0,45. Це означає, наприклад, що вітрове колесо з довжиною лопаті 10 м при швидкості вітру 10 м/с може мати потужність на валу в кращому разі 85 кВт.
Найбільше розповсюдження з установок, що під’єднуються до мережі, сьогодні отримали вітроенергетичні установки (ВЕУ) з одиничною потужністю від 100 до 500 кВт. Питома вартість ВЕУ потужністю 500 кВт складає сьогодні близько $1200USA/кВт і має стійку тенденцію до зниження.
Розрахункова швидкість вітру для великих ВЕУ зазвичай приймається на рівні 11-15 м/с. Взагалі, як правило, чим більше потужність агрегату, тим на велику швидкість вітру він розраховується. Проте у зв'язку з непостійністю швидкості вітру велику частину часу ВЕУ виробляє меншу потужність. Вважається, що якщо середньорічна швидкість вітру в даному місці не менше 5-7 м/с, а еквівалентне число годин в році, при якому виробляється номінальна потужність не менше 2000, то таке місце сприятливе для установки крупної ВЕУ і навіть вітрової ферми.
Автономні установки кіловатного класу, призначені для енергопостачання порівняно дрібних споживачів, можуть застосовуватися і в районах з меншими середньорічними швидкостями вітру. Сьогодні в деяких промислово розвинених країнах встановлена потужність ВЕУ досягає помітних значень. Так, в США встановлено більше 1,5 млн. кВт ВЕУ, в Данії ВЕУ проводять близько 3 % споживаною країною енергії. Великою є встановлена потужність ВЕУ в Швеції, Нідерландах, Великобританії і Германії. У міру вдосконалення устаткування ВЕУ і збільшення об'єму їх випуску вартість ВЕУ, а значить і вартість вироблюваної ними енергії знижуються. Якщо в 1981 р. вартість електроенергії вироблюваної ВЕУ, складала приблизно 30 американських центів за кВт.ч, то сьогодні вона складає 6-8 центів.
У країнах, що розвиваються, інтерес до ВЕУ пов'язаний в основному з автономними установками малої потужності, які можуть використовуватися в селах, віддалених від систем централізованого електропостачання. Такі установки вже сьогодні конкурентоспроможні з дизелями, що працюють на привізному паливі. Проте в деяких випадках непостійність швидкості вітру примушує або встановлювати паралельно з ВЕУ акумуляторну батарею, або резервувати її установкою на органічному паливі. Природно, це підвищує вартість установки і її експлуатації, тому розповсюдження таких установок поки невелике.
Друге місце за об'ємом застосування займає геотермальна енергетика. Сумарна світова потужність ГЕОТЕС складає не менше 6 ГВт. Вони цілком конкурентоспроможні у порівнянні з традиційними паливними електростанціями. Проте ГЕОТЕС географічно прив'язані до родовищ парогидротерм або до термоаномаліям, які поширені зовсім не повсюдно, що обмежує область застосування геотермальних установок. Разом з ГЕОТЕС, широкого поширення набули системи геотермального теплопостачання.
Далі слідує сонячна енергія. Вона використовується в основному для виробництва нізкопотенциального тепла для комунально-побутового гарячого водопостачання і теплопостачання. Переважаючим видом устаткування тут є так звані плоскі сонячні колектори. Їх загальносвітове виробництво складає, по наших оцінках, не менше 2 млн м2 на рік, а вироблення нізкопотенциального тепла за рахунок сонячної енергії досягає 5x106 Гкал.
Все активніше йде перетворення сонячної енергії в електроенергію. Тут використовуються два методи - термодинамічний і фотоелектричний, причому останній лідирує з великим відривом. Так, сумарна світова потужність автономних фотоелектричних установок досягла 500 МВт. Тут слід згадати проект «Тисяча дахів», реалізований в Германії, де 2250 будинків було обладнано фотоелектричними установками. При цьому роль резервного джерела грає електромережа, з якої відшкодовується брак енергії. У разі ж надлишку енергії вона, у свою чергу, передається в мережу. Цікаво, що при реалізації цього проекту до 70% вартості установок оплачувалося з федерального і земельного бюджетів.
У США прийнята ще масштабніша програма «Мільйон сонячних дахів», розрахована до 2010 р. Витрати федерального бюджету на її реалізацію складуть 6,3 млрд доларів. Проте поки основна кількість автономних фотоелектричних установок поступає за рахунок міжнародної фінансової підтримки в країни, що розвиваються, де вони найбільш необхідні.
Значний розвиток отримав напрям, зв'язаний з використанням нізкопотенциального тепла навколишнього середовища (води, грунту, повітря) за допомогою теплонасосних установок (ТНУ). У ТНУ при витраті одиниці електричної енергії проводиться 3-4 еквівалентних одиниці теплової енергії, отже, їх застосування у декілька разів вигідніше, ніж прямий електричний нагрів. Вони успішно конкурують і з паливними установками.
Не менш інтенсивний розвивається використання енергії біомаси. Остання може конвертуватися в технічно зручні види палива або використовуватися для отримання енергії шляхом термохімічної (спалювання, піроліз, газифікація) і (або) біологічної конверсії. При цьому використовуються деревинні і інші рослинні, а також органічні відходи, зокрема міське сміття, відходи тваринництва і птахівництва. При біологічній конверсії кінцевими продуктами є біогаз і високоякісні екологічно чисті добрива. Цей напрям має значення не тільки з погляду виробництва енергії. Мабуть, ще більшу цінність воно представляє з позицій екології, оскільки вирішує проблему утилізації шкідливих відходів. Нагадаємо, що не так давно американський президент підписав закон, згідно якому вже до 2015 року 7,5 млрд. галонів із загального паливного балансу США повинне доводитися на "кукурудзяне пальне". Можливо, на таке вирішення Джорджа Буша підштовхнув досвід бразильців, які вже давно заправляють автомобілі етанолом, виготовленим з цукрового очерету.
Останніми роками спостерігається відродження інтересу до створення і використання малих ГЕС. Вони набувають в багатьох країнах всього більшого поширення на новій, вищій технічній основі, зв'язаній, зокрема, з повною автоматизацією їх роботи при дистанційному керуванні.
Значно менше розвинене практичне застосування приливної енергії. В світі існує тільки одна крупна приливна електростанція (ПЕС) потужністю 240 МВт (Ранс, Франція). Ще менш розвинене використання енергії морських хвиль. Цей спосіб використання НВІЕ знаходиться на стадії початкового експериментування.
Таке в даний час положення з використанням НВІЕ в світі. У Росії ж практичне їх застосування значно відстає від масштабів, досягнутих в інших країнах. І це не дивлячись на такі сприятливі передумови, як практично необмежені ресурси НВІЕ, достатньо високий науково-технічний і промисловий потенціал в даній області.
Що ж до «безкоштовності» більшості видів НВІЕ, то цей чинник нівелюється значними витратами на придбання відповідного устаткування. В результаті виникає деякий парадокс, що полягає в тому, що безкоштовну енергію здатні використовувати, головним чином, багаті країни. В той же час найбільш зацікавлені в експлуатації НВІЕ держави, що розвиваються, не мають сучасної енергетичної інфраструктури, тобто розвиненій мережі централізованого енергопостачання. Для них створення автономного енергозабезпечення шляхом застосування нетрадиційних джерел могло б стати вирішенням проблеми, але через свою бідність вони не мають засобів на закупівлю в достатній кількості відповідного устаткування. Багаті ж країни енергетичного голоду не випробовують і виявляють цікавість до альтернативної енергетики в основному з міркувань екології, енергозбереження і диверсифікації джерел енергії.
Детальна зупинка на технічних і економічних труднощах при використанні НВІЕ, необхідна щоб показати, наскільки складно організувати їх великомасштабне застосування. Ця проблема вимагає системного підходу, який і виявляється в багатьох країнах, і значною мірою - через вже згадану законодавчу базу.
Парадокс на підсумок : світ споживає викопні (обмежені) ресурси при тому, що Сонце на найближчі 5 млрд. років залишатиметься єдиним невичерпним джерелом енергії. У 2000 році в світі працювало біля 60 млн. кв. м сонячних колекторів, до 2010 року очікується їх збільшення до 300 млн. кв.м. Таким чином, середній річний приріст солярної енергетики у світі складає більше 20%. Сьогодні сонячну енергію найактивніше використовують в Англії і Германії.
В Україні, практично вся територія якої, на думку доктора технічних наук, директора Проблемного інституту нетрадиційних енерготехнологій і інжинірингу. професора Михайла Рабиновича, є придатною для використання геліотехнічних установок різного призначення. Особливо перспективні в даному відношенні південні області України і Крим. Слід зазначити, що за часів СРСР розвитку сонячної енергетики таки приділялася певна увага : у 1976 році КИЕВЗНІЇЕП за дорученням «Госгражданстроя» почав роботи по розробці і впровадженню сонячних колекторів в Україні. Був проведений комплекс досліджень, розроблена технічна документація, виготовлені і апробовані дослідні екземпляри, побудовані десятки експериментальних об'єктів. У 1994 році був створений Проблемний інститут нетрадиційних енерготехнологій і інжинірингу, одним з напрямів діяльності якого стала розробка нормативно-методичних документів і стандартів, зв'язаних з використанням сонячної енергії. Потім настав період дикого капіталізму, і до інновацій руки не доходили - та і зараз не доходять.
Проблема ускладнюється і тим, що сьогодні Україна стоїть перед необхідністю радикального зниження енергоспоживання. Деяким європейським країнам вдалося вирішити цю проблему. «За рахунок жорсткої державної політики енергозбереження і менталітету населення в деяких країнах (Німеччина, Японія і так далі), які не володіють власними енергоресурсами, питома енергоємність внутрішнього валового продукту в 6 і більше разів менше, ніж в Україні, говорить Михайло Рабінович. - Це стосується і питомих теплових характеристик будівель».
Відповідь на питання, чому ж наша країна не піклується про свої енергетичні перспективи, простий і банальний: немає засобів. Ще в 2003 році був прийнятий Закон України «Про альтернативні джерела енергії», в якому передбачено джерело фінансування розвитку сонячної енергетики шляхом створення цільового фонду в рамках оптових тарифів на теплову і електричну енергію за рахунок введення спеціальної надбавки. Проте фінансовий механізм до цих пір не розроблено і не представлено на затвердження у Верховну Раду. Фахівці з альтернативної енергетики говорять, що необхідно терміново прийняти як мінімум три закони : «Про енергозбереження у бюджетній сфері України», «Про стимулювання енергозбереження в житлово-комунальному господарстві», «Про модернізацію будівель», тощо.
«Закон про альтернативні джерела енергії є, але реальних преференцій для тих, хто займається впровадженням енергоощадних технологій, у нас немає. Тим часом, в інших країнах застосовуються і податкові пільги, і пільгове кредитування», - відзначає Євгеній Никітін, директор Міжнародного центру енергоефективних технологій при Національному агентстві по ефективному використанню енергоресурсів. У первинному проекті бюджету на 2007 рік передбачалося 1,5 млрд. грн. на енергоощадне технології. Потім ця сума стала в 2 рази менше, зате з'явилися гроші на фінансування розвитку вугільної галузі. Це говорить про те, що про майбутнє у нас знову ніхто не думає.
Звичайно, сонячні установки дорогі і не такі вже ефективні. Вартість імпортних високоефективних колекторів, представлених на нашому ринку, - $250-400 за кв.м. Вартість вітчизняних установок - $100-170 за кв.м. Вони розроблені Проблемним інститутом нетрадиційних енерготехнологій і інжинірингу і випускаються на декількох заводах наший країни. Термін окупності устаткування - 6-7 років. Найбільш високим ККД володіють сонячно-теплонасосні установки (50-55%), сонячно-паливні котельні - 40-45%, автономні установки гарячого водопостачання - 35%. Проте обидві проблеми можна вирішити при запуску промислового виробництва установок і одночасному проведенні робіт по підвищенню ККД, пошуку і впровадженню нових рішень, що включають як комбінування сонячних установок з тепловими насосами, так і використання нових матеріалів, селективних покриттів і т. ін.
«Тільки при промисловому виробництві можливе зниження ціни сонячних установок. Сучасний колектор і геліоустановка в цілому - це синтез новітніх технологічних досягнень в матеріалознавстві, промисловій хімії і ряду інших областей. Для ліквідації відставання доцільно купувати технологічні лінії по виробництву колекторів і розплачуватися за них готовою продукцією», - говорить М. Рабінович.
Одним з перспективних напрямків енергетичного забезпечення є використання на практиці навколишнього, зокрема низько потенціального, енергетичного потенціалу. Разом з тим практичне використання енергетичних можливостей зовнішнього клімату вимагає встановлення потенційної енергетичної ефективності того або іншого показника зовнішнього клімату, а при їх сумісному використанні - встановлення їх комплексної потенційної енергетичної ефективності. Дійсно перед користувачем встає практичне завдання : оцінити енергетичну ефективність використання, наприклад, тільки вітроенергетичної установки або сумісного використання вітроенергетичної установки, сонячних колекторів і теплових насосів, що використовують тепло зовнішнього повітря в конкретному даному районі розташування будівлі. Тобто без оцінки потенційних енергетичних можливостей зовнішнього клімату користувач не може ухвалити правильного рішення про доцільність використання того або іншого поновлюваного джерела енергії. Це простий двокомпонентний приклад. На практиці все значно складніше, бо потенційна енергетична можливість (ефективність) зовнішнього клімату характеризується розрахунковими значеннями показників зовнішнього клімату району будівництва : сонячною радіацією, швидкістю і напрямом вітру, температурою зовнішнього повітря і т.і..
Серйозний вплив у перспективі матимуть і результати досліджень по енергетиці «приміщень відкритого простору» та синергетичні концепції енергетичного забезпечення. На практиці це означає, що якщо будуть визначені розрахункові значення показників зовнішнього клімату, а також значення їх сумісної повторюваності, то реально побудувати карту країни (території), на якій у векторному вигляді можна зобразити потенційні енергетичні можливості зовнішнього клімату. Така карта з'явиться підставою для визначення доцільності застосування тих або інших установок, що використовують енергетичні можливості зовнішнього клімату. Питання використання альтернативних, відновлювальних та нетрадиційних джерел енергії є предметом постійної уваги світового співтовариства, особливо у період чергового енергетичного загострення. Для України питання альтернативної та нетрадиційної енергетики залишається політичним. Але сьогодні, коли очікування по ціні на енергоносії, зростають у рази та одночасно наближуються до світових, питання альтернативності встає питанням виживання : економіки, населення, країни. Використання альтернативних видів енергоресурсів, таких як буре вугілля, торф, солома, відходи деревообробки та інші, потенціал яких складає близько 30 млн. т в рік умовного палива. При використанні певних технологій можуть дати близько 30 млрд. кубометрів природного газу в рік.
Серед інших пропозицій, що сьогодні розглядаються : синтетичні гази, енергія сонця (солярна та фотовольтаніки), енергія землі, ядерна енергетика, біопаливо, вітрова та геотермальна. На жаль у цьому питанні написано та наговорено настільки багато, що вже і спеціалісти починають плутатись, вводячи в оману і споживачів і , в перше чергу себе. Розібратись у цьому питанні не просто, але звичайний скепсис може непогано допомогти у цьому. Отож альтернативою природного газу, який ми купуємо у Росії, Туркменістану і Казахстану, може стати газ синтетичний. В Україні є всі передумови для розробки синтетичного газу. Як повідомляло УНІАН, по оцінках фахівців Україна може проводити щорічно близько 40 млрд. куб. м синтетичного газу, що є еквівалентом 20-25 млрд. куб. м газу природного.
Використання синтетичного газу - як показує європейська практика, вельми вигідно, оскільки це дозволить понизити зростання цін на енергоносії для населення. За словами експерта, сьогодні йде робота над технологіями використання синтетичного газу. Планується, що природний газ розбавлятимуть синтетичним на 25%, що приведе до зниження ціни.
Підсумуємо :
Враховуючі вищенаведене найбільші перспективи в Україні на найближчий період матимуть наступні альтернативні та нетрадиційні види (джерела) енергії :
Солярна
Фотовольтаніка
Низькопотенціальна енергія землі
Ядерна енергетика
Біопаливо
Вітрова енергетика
В переліку альтернативної енергетики відсутні різного роду горючі матеріали у т.ч. природного походження як-то : солома, енергетична верба тощо. Зазначені види палива - за класифікатором відносяться до традиційних видів твердого палива. Високоефективна (альтернативна) енергетика - види енергії, які за формами відносяться до категорій : відмінна (потенційна, кінетична, електрична) та високоякісна (ядерна, хімічна, високотемпературна t > 100 C).
