Оксидоуглеродный след ветровых и солнечных электростанций

Сергей Сергеевич Белобородов

doi:10.34831/EP.2022.1093.8.002

Оксидоуглеродный след ветровых и солнечных электростанций

Сергей Сергеевич Белобородов

Аннотация

Активное развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) оказывает влияние на электрические режимы загрузки всех электростанций в энергосистеме, так как объём производства электроэнергии ветровыми (ВЭС) и солнечными (СЭС) электростанциями является переменным и трудно прогнозируемым заранее. В настоящее время принимается за аксиому отсутствие оксидоуглеродного следа у ВЭС и СЭС, не учитывается рост выбросов парниковых газов в результате снижения топливной эффективности тепловых электростанций. Изменение выбросов углекислого газа в результате роста доли ВЭС и СЭС в энергосистеме должно относиться на оксидоуглеродный след ВИЭ.

В работе определены максимальные возможные значения электрической мощности ВЭС, СЭС и АЭС в ЕЭС России. Выполнены расчёты изменения топливной эффективности и выбросов парниковых газов в результате замещения эффективной выработки тепловых электростанций, работающих в базовой части суточного графика нагрузок, на менее эффективную выработку пиковых тепловых электростанций. При замещении тепловых электростанций, использующих в качестве топлива природный газ, выбросы парниковых газов, относимые на ВЭС и СЭС, для коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) ВИЭ 30% составят от 295 до 718_гСО₂/(кВт*ч). Определены значения КИУМ ВЭС и СЭС, при которых расход топлива в энергосистеме не изменится. В случае замещения комбинированной выработки электрической энергии и тепла ТЭЦ необходимо принимать во внимание рост выбросов парниковых газов в теплоэнергетической системе.

Ключевые слова

парниковые газы, углекислый газ, АЭС, ВЭС, СЭС, коэффициент сбалансированности энергосистемы, ЕЭС России.

Полный текст:

PDF

Литература

Мелентьев, Л.А. Системные исследования в энергетике: элементы теории, направления развития [Текст] / Л.А. Мелентьев. -- М.: Наука, 1983. -- 455 с.

Ершевич, В.В. Справочник по проектированию электроэнергетических систем [Текст] / В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А.Илларионов [и др.]; под ред. С.С.Рокотяна и И.М. Шапиро. – М: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.

Системные исследования в энергетике: методология и результаты [Текст] / под ред. А.А. Макарова и Н.И. Воропая. – М.: ИНЭИ РАН, 2018. – 309 с.

Мелентьев, Л.А. Избранные труды. Научные основы теплофикации и энергоснабжения городов и промышленных предприятий [Текст] / Л.А. Мелентьев. -- М.: Наука, 1993. -- 364 с.

Руденко, Ю.Н. Методические вопросы исследования надёжности больших систем энергетики [Текст] / Ю.Н. Руденко // Известия Академии Наук СССР. Энергетика и транспорт. – 1976. -- № 1. -- С. 7 – 17.

Белобородов, С.С. О необходимости применения системного подхода при проектировании развития ЕЭС России [Текст] / С.С. Белобородов // Электрические станции. – 2021. -- № 9. – С. 2 – 9.

Hafele, W. Energy in a finite world. Paths to sustainable future [Text] / W. Hafele, J. Anderer, A. McDonald, N. Nakicenovic // Report by the Energy Systems Program Group of the International Institute for Applied Systems Analysis. -- Cambridge, Massachusetts: Ballinger Publish Comрany, 1981. – 225 р.

Руденко, Ю.Н. К вопросу оценки живучести сложных систем энергетики [Текст] / Ю.Н. Руденко, И.А. Ушаков // Известия Академии Наук СССР. Энергетика и транспорт. – 1979. -- № 1. -- С. 14 -- 20.

Антонов, Г.Н. Методы и модели исследования живучести систем энергетики [Текст] / Г.Н. Антонов, Г.Н. Черкесов, Л.Д. Криворуцкий [и др.]. -- Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990. – 285 с.

Воропай, Н.И. Концепция обеспечения надёжности в электроэнергетике [Текст] / Н.И. Воропай, Г.Ф. Ковалёв, Ю.Н. Кучеров [и др.] – М.: ООО ИД «Энергия», 2013. -- 212 с.

Руденко, Ю.Н. Основные понятия, определяющие свойство «надёжность» систем энергетики [Текст] / Ю.Н. Руденко, Ф.И. Синьчугов, Э.П. Смирнов // Известия Академии Наук СССР. Энергетика и транспорт. – 1981. -- № 2. -- С. 3 – 17.

Методические указания по проведению расчётов балансовой надёжности [Текст]: СТО 59012820.27.010.005-2018. – М.: АО «СО ЕЭС России», 2018.

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Планирование развития энергосистем. Расчёты балансовой надёжности. Нормы и требования [Текст]: ГОСТР 58730-2019. – М.: Стандартинформ, 2020.

Andrey, C. Study on energy storage – Contribution to the security of the electricity supply in Europe [Text] / C. Andrey, P. Barberi [et al.] // Final report, Directorate-General for Energy Internal Energy Market, European Commission. – Brussels. – 2020, March.

Mainstreaming RES: Flexibility portfolios. Design of flexibility portfolios at Member State level to facilitate a cost-efficient integration of high shares of renewables [Text] // European Commission. – Brussels. – 2017, July.

Energy storage – the role of electricity [Text] // Commission staff working document, European Commission. – Brussels, 1.2.2017.

Denholm, P. The Role of Energy Storage with Renewable Electricity Generation [Text] / P. Denholm, E. Ela, B. Kirby, M. Milligan // Technical Report NREL/TP-6A2-47187. – USA: National Renewable Energy Laboratory. – 2010, January.

Белобородов, С.С. Влияние суточной и сезонной неравномерности выработки электроэнергии солнечными и ветроэлектростанциями на структуру генерирующих мощностей в энергосистеме Германии [Текст] / С.С. Белобородов // Электрические станции. – 2020. -- № 5. – С. 2 – 7.

Белобородов, С.С. Влияние развития ВИЭ на сбалансированность производства и потребления электроэнергии в ЕЭС России [Текст] / С.С. Белобородов, А.А. Дудолин // НРЭ. – 2020. -- № 5. -- С. 6 – 17.

Белобородов, С.С. Обеспечение баланса производства и потребления электроэнергии в энергосистеме Германии в дни с максимальной выработкой ВИЭ [Текст] / С.С. Белобородов // Электрические станции. – 2020. -- № 2. -- С. 16 – 22.

Белобородов, С.С. Влияние ВЭС, АЭС и электростанций, работающих по принципу утилизации отходов, на объём комбинированной выработки электрической энергии в энергосистемах стран Европейского Союза [Текст] / С.С. Белобородов // Новости теплоснабжения. – 2019. -- № 4 (220). – С. 10 – 24.

Данные о средней температуре наружного воздуха в ЕЭС России [Электронный ресурс]. – (https://www.so-ups.ru/functioning/ees/ees-indicators/ees-temperature/).

Генерация и потребление [Электронный ресурс]. – (https://www.so-ups.ru/functioning/ees/ees-indicators/ees-gen-consump-hour/).

Юферев, Ю.В. Перспективы развития ТЭЦ Санкт-Петербурга в современных условиях [Текст] / Ю.В. Юферев, С.С. Белобородов // Энергетик. – 2017. -- № 2. – С. 3 – 6.

Филиппов, С.П. ТЭЦ в России: необходимость технологического обновления [Текст] / С.П. Филиппов, М.Д. Дильман // Теплоэнергетика. – 2018. – № 11. – С. 5 – 22.

Отчет о функционировании ЕЭС России в 2021 году [Электронный ресурс]. – (https://www.so-ups.ru/functioning/tech-disc/tech-disc2022/tech-disc2022ups/).

Белобородов С.С. Оценки «углеродоёмкости» и углеродной «нейтральности» экономики ЕС и РФ [Текст] / С.С. Белобородов, Е.Г. Гашо, А.В. Ненашев // Промышленная энергетика. – 2021. -- № 11. – С. 38 – 47.

Доклад о состоянии теплоэнергетики и централизованного теплоснабжения в Российской Федерации в 2019 году [Текст]: Информационно-аналитический доклад. – М.: ФГБУ «РЭА» Минэнерго России, 2020.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.1093.8.002