Современные условия развития экономики и энергетики

УДК 620.9

Современные условия развития экономики и энергетики

 

Ахметвалиева Лейсан Рамилевна

Научный руководитель: Шацких Зоя Васильевна., старший преподаватель.

Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия

 

Modern conditions of economic and energy development

Akhmetvalieva Leisan Ramilevna

Scientific supervisor: Shatskikh Zoya Vasilyevna., senior lecturer.

Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia

 

Аннотация: Современные условия развития энергетики и экономики сопровождаются рядом проблем, которые являются вызовами и требуют внимания и решения со стороны правительств, бизнес-сектора и общества.

 

Annotation: The current conditions of energy and economic development are accompanied by a number of problems that are challenges and require attention and solutions from governments, the business sector and society.

 

Ключевые слова: современная энергетика, экономика, ВИЭ

 

Keywords: modern energy, economics, renewable energy

 

Сегодня мы наблюдаем, как человечество все активнее переходит к использованию новых источников энергии. Эта направленность с каждым годом набирает популярность в таких отраслях, как энергетика, медицина, пищевая, легкая и тяжелая промышленность. Энергоснабжение является одной из основных составляющих элементов стабильного функционирования любой сферы производства. В мире развивается тенденция к переходу к «зеленой энергетике», что подразумевает использование возобновляемых источников энергии (солнечной, ветровая, гидроэлектростанция, геотермальная энергия). Но на ряду с этим в современных условиях существуют несколько проблем:

-неравномерное распределение энергетических ресурсов

-угроза благосостоянию окружающей среды вследствие техногенного воздействия объектов энергетики

-локальные, региональные, глобальные проблемы

Первая проблема, связанная с исчезновением важнейших на сегодняшний день и в будущем энергоресурсов (из которых производится более 80% электроэнергии), их неравномерное распределение. Многие страны имеют ограниченный доступ к энергетическим ресурсам, что делает их зависимыми от импорта энергии. Это может приводить к нестабильности в экономике и политике и ухудшать положение населения в этих странах.

Если бы не мировые экономические кризисы 2007–2009 и 2020 годов, а также текущий мировой энергетический кризис, то это позволило бы с высокой точностью предсказывать изменение потребления энергии в мире, если условия развития международных отношений станут прежними. Сейчас они находятся в высокой степени неопределенности из-за обострившегося экономического кризиса, ставшего результатом пандемии COVID-19. Из-за глобальной пандемии в 2020 г. рост энергопотребления в мире сократился на 4 %. Энергопотребление сократилось в большинстве стран. Исключением является Китай — крупнейший потребитель энергии, который быстро оправился от кризиса, вызванного COVID-19 (Рис. 1).

Рис.1.- Общее электропотребление стран в 2022 году(единицы: Mtoe), на основе [1]

 

Вторая проблема – экологическая. Рост уровня парниковых газов в атмосфере и изменение климатических паттернов требуют ограничения использования ископаемых видов энергии, таких как уголь и нефть, и перехода к более экологически чистым источникам энергии, включая возобновляемые источники, такие как солнечная и ветровая энергия. Потоки энергии в энергосистемах становятся равными или даже превосходящими в крупномасштабных природных системах и процессах. Техногенные аварии на объектах вследствие их огромных масштабов и мощностей стали приобретать большие общественные резонансы. Ближайшие примеры –Техногенная авария в Норильске, авария на шахте «Листвяжная» в Кемеровской области.

Энергетическая неэффективность и недостаток энергосберегающих технологий приводят к большим потерям энергии. Одной из причин этой проблемы является устаревшее оборудование и инфраструктура. Многие предприятия и жилые здания построены давным-давно и не соответствуют современным стандартам энергоэффективности. Это приводит к потерям энергии и повышенным энергозатратам. Еще одной причиной недостатка энергосберегающих технологий является отсутствие достаточной поддержки и стимулирования со стороны государства. Это относится и к финансированию исследований и разработок в области энергосберегающих технологий, и к созданию соответствующих законодательных и регулятивных механизмов, которые позволили бы стимулировать внедрение энергоэффективных решений. Также важно отметить, что некоторые компании и потребители не видят экономической выгоды в использовании энергосберегающих технологий из-за высоких стоимостей и длительного времени окупаемости таких решений. Как результат, они неосторожно используют энергию и не проявляют интереса к энергоэффективности. Однако, существует широкий спектр энергосберегающих технологий, которые могут быть эффективно применены в различных областях. Это включает в себя улучшение изоляции зданий, использование энергоэффективной и LED освещения, применение эффективных систем отопления и охлаждения, установку энергосберегающих устройств и технологий в промышленности.

С целью преодоления этих проблем в России проводятся различные мероприятия. Государственные программы и инцентивы поощряют внедрение энергосберегающих решений. Также проводятся исследования в области энергосбережения и разработка новых технологий.

Организации и общественные инициативы также активно работают по содействию внедрению энергосберегающих технологий и повышению осведомленности населения о необходимости энергоэффективности.

В целом, необходимо полное осознание и понимание проблемы энергетической неэффективности и недостатка энергосберегающих технологий, а также принятие совокупности широких мер для ее решения. Многие страны продолжают использовать энергоемкое оборудование, что начинает с общественных зданий и распространяется на промышленность и бытовые потребители. Применение энергосберегающих технологий и правильный выбор оборудования могут значительно снизить потребление энергии.

Рост стоимости энергии: увеличение потребления энергии и повышение цен на ископаемое топливо влекут за собой увеличение расходов на энергию как для государств, так и для домашних хозяйств. Это оказывает негативное влияние на конкурентоспособность рынков и уровень жизни граждан.

Альтернативные источники энергии - это сооружение или устройство, позволяющее получать энергию без использования традиционных источников, работающих на угле, природном газе и нефти. ВИЭ (возобновляемые источники энергии) не только неисчерпаемы, но и безопасны и экологичны. По оценкам экспертов, мировой потенциал НВИЭ увеличивается с каждым годом (Рис. 2.1, 2.2).

Рис.2.1. - Доля ВИЭ в общем производстве электроэнергии в мире в 2021 году, на основе [2].

Рис.2.2 - Доля ВИЭ в общем производстве электроэнергии в мире в 2022 году

Использование НВИЭ имеет ряд недостатков, обусловленных их природой, которые сужают границы экономической эффективности их использования:

1) Главный пробел - это первоначальная стоимость оборудования. Высокая стоимость характеризуется дороговизной материала, из которого состоят устройства.

2) Низкая удельная мощность потока энергоносителя, которая во многом зависит от больших габаритов и количества энергоустановок и, соответственно, большие капитальные затраты на их сооружение.

3) Низкийкоэффициент полезного действия (КПД).

Человечество надеется на развитие альтернативной энергетики для решения энергетических проблем, включая использование эффектов еще не освоенных в промышленных масштабах. Россия имеет значительный теоретический опыт в области ВИЭ, однако значительно отстает от международного уровня в экспериментальной и практической областях применения новых технологических решений. Ядерная энергия, прямая конвертация энергии водорода и кислорода в электричество с использованием электрохимических генераторов.

Комбинированная выработка электроэнергии с помощью солнечной и ветровой энергии позволяет эффективно использовать генерацию в течение всего года. Ветрогенератор с вертикально-осевой конструкцией мощностью 1.5 кВт, работающий в комбинации с фотоэлектрическими модулями и системой накопления энергии, позволяет обеспечивать индивидуальных потребителей круглый год. Использование трекерной системы ориентации для солнечной фотоэлектрической установки увеличивает выработку электроэнергии почти на 40%.

Водородная энергетика — область энергетики, основанная на преобразовании и использовании водорода в качестве средства для зарядки, потребления энергии и производства. В теории водородной энергетики входят три составляющие: 18% приходится на переработку угля, 4,3% обеспечивается за счёт «зелёного» водорода, получаемого посредством возобновляемых источников энергии (ВИЭ), главным образом при электролизе воды. Наконец, подавляющий объём, а это 78% — составляет переработка природного газа и нефти[3].Все известные в настоящее время способы получения водорода далеки от идеала. Во-первых, они энергоемки, а во-вторых, при производстве водорода часто выделяется значительное количество диоксида углерода и другие токсичные вещества. Поэтому на сегодняшний день ученые не знают технологии, согласованные всем требованиям этой задачи.

Термоядерная энергетика - это возможная форма производства электроэнергии, которая будет генерировать электроэнергию, используя тепло от реакций ядерного синтеза. В процессе синтеза два более легких атомных ядра[4].иОсвоение термоядерного синтеза требует больших затрат на исследования и физические испытания, разработку новых технологий и конструкционных материалов. Победа в этой технологии дает возможности для всего человечества в безопасной и экологичной энергетике. Кроме того, изучение и технология физикииплазмы дали огромные результаты и нашли применение в промышленности, медицине и космической технике. В виду особенностей конструкций и ядерных реакций, авария на ТЯЭС не сравнимы с Чернобыльской аварии и на Фукусиме. Даже при отказе охлаждения, этого не хватит для разрушения реактора, а при отказе электромагнитного поля, плазма, несмотря на температуру, не сможет прожечь стенки реактора из-за своей низкой плотности.

 

Мировая энергетика должна перейти на экологически чистые источники энергии, но этот процесс займет время. Размер энергетической системы требует того, чтобы новые технологии внедрялись быстро и в больших масштабах, чтобы повлиять на существующую структуру. Быстрый рост населения и экономики приводит к увеличению спроса на энергию. По моему мнению, человечеству нужно искать баланс между традиционными и возобновляемыми источниками энергии. Будущее энергетики зависит от технологического развития и новых инженерных решений.

Список литературы

1. Водородная энергетика - материал из Википедии. (дата обращения: 23.11.2023),         [электронный ресурс] – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/
2. Инвестиции в возобновляемые источники энергии. (дата обращения: 23.11.2023), [электронный ресурс] – URL URL: https://energystats.enerdata.net/renewables/renewable-in-electricity-production-share.html
3. Мировая статистика по потреблению энергии – ежегодник. (дата обращения: 23.11.2023), [электронный ресурс] – URL: https://energystats.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html
4. Переверзева В.С. Перспективы и проблемы развития водородной энергетики. Перспективное развитие науки, техники и технологий. 2013. Том 3. С. 63-67.
5. Саидов К.У., Садыкова М.А. Проблемы развития энергетики в современных условиях. Наука и инновационные технологии. 2020. №3(16). С. 111-117.
6. Фортов В.Е. Энергетика в современном мире /B.Е. Фортов, О.С. Попель. // Долгопрудный: Интеллект,-2011. С.167.