Что такое «зелёная энергетика»

Зелёная энергетика — это производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии. К таким источникам относятся солнечная энергия, ветровая, гидроэнергия, геотермальное тепло, энергия приливов и отливов, биотопливо и другое.

Простыми словами, зелёная энергетика использует те природные ресурсы, которые могут восстанавливаться или почти не исчерпываются. Они не загрязняют окружающую среду и практически не влияют на природу и биоразнообразие региона, а также замедляют влияние на изменение климата.

Один из важных плюсов альтернативной энергетики — она пополняется быстрее, чем расходуется. 

А зелёная энергетика безопасна?

В отличие от традиционных источников энергии (ТИЭ — примечание Хука) возобновляемая энергетика считается более безопасной. Она вырабатывает вредные вещества и отходы в значительно меньшей степени или не вырабатывает вообще. Тем не менее возобновляемые источники энергии (ВИЭ) также имеют свои риски и недостатки и незначительно воздействуют на окружающую среду. Связано это с материалами конструкции таких электростанций и эксплуатацией оборудования.

Безопасность и устойчивость альтернативных источников энергии отмечались и в документах ООН. Программа «7 Goals», направленная на поддержку и развитие зелёной энергетики, подразумевает обеспечить всеобщий доступ к недорогим и надёжным источникам возобновляемой энергии и удвоить темпы повышения энергоэффективности. 

Почему зелёная энергетика становится такой популярной?

Альтернативные источники получения энергии стали особенно популярны в последние годы. Одну из важных ролей в этом сыграли парниковый эффект и вероятность истощения традиционных источников энергии в ближайшие десятилетия. 

А что в Узбекистане?

Самой громкой проблемой энергетического кризиса в Узбекистане стал прошлогодний блэкаут и отключения электричества прошлой зимой. Во многих регионах страны света и отопления не было по несколько часов в день, а на газовых заправках образовались километровые очереди.

Перебои с электричеством продолжаются до сих пор — веерные отключения света в Ташкенте, вызванные неспособностью советской системы справляться с растущими нагрузками на сеть, пожары на трансформаторных подстанциях и рост строительства жилых и коммерческих помещений сильно подкосили энергетическую инфраструктуру страны.

В первую половину 2023 года президент Узбекистана Шавкат Мирзиёев провёл несколько видеоселекторных совещаний, посвящённых проблемам электрического и теплового снабжения страны. Президент отметил, что осенью нехватка электроэнергии может быть в объёме 3,4 млрд кВт·ч. Ситуация с электроэнергий оставалась сложной и к концу лета — Минэнерго объяснило веерные отключения «сложившейся сложной ситуацией» и ремонтными работами. При этом за последние годы правительство выделяло около 14 трлн сумов ежегодно на обеспечение населения газом и электричеством.

А мы внедряем альтернативные источники?

Коротко — да. В 2019 году Сенат одобрил Закон «Об использовании возобновляемых источников энергии». 

Мы обратились за комментарием к начальнику электротехнического отдела UzLiti Engineering Сергею Приемшину:

В чём основная сложность внедрения альтернативных источников энергии в Узбекистане?

—  Внедрение новых технологий требует соответствующих знаний и навыков. Подготовка специалистов, в том числе инженеров, технического персонала и проектных менеджеров, в области возобновляемых источников энергии является критическим фактором.

Поскольку возобновляемая энергетика — новая сфера для Узбекистана, есть нехватка опытных специалистов, которые могут грамотно спроектировать, построить и эксплуатировать электроустановки и инфраструктуру возобновляемых источников энергии.

Другой фактор, усложняющий внедрение возобновляемых источников энергии большой мощности, — это низкая способность энергосистемы в существующем виде работать с резкопеременной мощностью генерируемой электроэнергии, обусловленной природными явлениями. Для ветровых электростанций это сложно прогнозируемая мощность ветрового потока. Для солнечных электростанций — это возможность генерировать электроэнергию только в светлое время суток. 

В случае снижения генерации от возобновляемых источников при неизменном потреблении энергии их нужно заместить традиционными источниками энергии (ТЭС, ГЭС). Тепловые станции сложно поддаются регулированию в силу инерционности тепломеханических процессов, а ГЭС не всегда располагают требуемым запасом воды и мощности для покрытия выбывшей генерации. Для эффективного замещения выбывших возобновляемых источников требуются высокоманевренные генерирующие мощности, которые необходимо держать в горячем резерве. Чаще всего это высокоманевренные газотурбинные установки, использующие природный газ.

Из-за применения нестабильных возобновляемых источников энергии  возникают сложные процессы регулирования, требующие модернизации системной автоматики энергосистемы и системы диспетчерского управления, позволяющей точно поддерживать баланс мощностей и уровни напряжений на шинах сетевых подстанций.

При внедрении фотоэлектрических электростанций играет роль ещё одна техническая особенность — низкие токи короткого замыкания, что часто приводит к необходимости применять нестандартные методы защиты от токов короткого замыкания.

Для преодоления перечисленных проблем и успешного развития зелёной энергетики в Узбекистане необходимы инвестиции в обучение специалистов и развитие необходимой инфраструктуры, сотрудничество со специализированными организациями и международными партнёрами для изучения накопленного опыта.

Возможно ли в Узбекистане полностью перейти на зелёную энергетику?

—  Учитывая тот факт, что действующая энергосистема строилась исходя из применения стабильных источников энергии, в существующем виде она не может перейти полностью на возобновляемые источники энергии.

С экономической точки зрения такой переход потребует больших капиталовложений: модернизация магистральных и распределительных сетей и подстанций, системной автоматики и диспетчерского управления, внедрение устройств накопления электрической энергии.

Необходимость в последних возникает из-за упомянутой выше нестабильности выработки электроэнергии. Такие накопители в настоящее время обладают низким КПД, очень дорогие и имеют ограниченное предложение на рынке, что в конечном итоге значительно повысит себестоимость электроэнергии.

К тому же возникает вопрос: насколько зелёной будет такая энергетика, если подумать о будущем? Об утилизации отработавшего свой срок службы оборудования и материалов, в особенности аккумуляторов электрической энергии, и о приобретении новых устройств, энергозатраты на изготовление которых также достаточно высокие.

Не стоит забывать, что значительную долю энергии, вырабатываемой существующими электростанциями, составляет тепловая энергия в виде горячей воды и пара.

• Для подогрева воды есть решение — солнечные коллекторы. Для частных домовладений такие системы уже успешно эксплуатируются.

• Для промышленности, где есть потребность в тепловой энергии и паре в большом количестве, такие системы не распространены.

Пока что переход на ВИЭ достаточно медленный. Что можно сделать уже сейчас, чтобы сократить энергопотребление?

—  Есть два пути сокращения электропотребления: организационные и технические меры.

К организационным мерам относятся энергоаудит и изучение способов энергосбережения. 

Чтобы сократить энергопотребление — нужно учиться экономить и учить этому детей. Бережно пользоваться электроосвещением, водой, кондиционером и так далее.

Обучение сотрудников и работников методам энергосбережения и эффективному использованию ресурсов может привести к изменению практик повседневной работы и сокращению ненужного потребления энергии.

Проведение энергоаудита помогает определить области, где можно сократить потребление энергии. Регулярный мониторинг энергопотребления позволяет отслеживать успехи и идентифицировать возможности для дальнейшего совершенствования. Сотрудничество с другими организациями и участие в программе обмена опытом позволяют получить новые идеи и знания о лучших практиках в области энергосбережения.

Необходимо повышать культуру эксплуатации существующих тепловых и электрических сетей: следить за состоянием изоляции и  трубопроводов, исключать утечки и аварии, внедрять непрерывный мониторинг состояния и ресурса электрооборудования, следить за состоянием распределительного оборудования, коммутационной аппаратуры, трансформаторов  и линий электропередачи, эксплуатировать сети по принципу планового техобслуживания и модернизации. А не заниматься только устранением аварий и нештатных режимов работы.