Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» Институт энергетики КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» Выполнил студент группы Руководитель: Старший преподаватель Санкт-Петербург Оглавление Введение............................................................................................................... 3 1 Прикладная статистика.................................................................................... 4 2 1.1 Источники энергии в Индии ................................................................ 4 1.2 Доступные возобновляемые источники энергии ............................... 5 Возобновляемые источники энергии ........................................................ 8 2.1 Основные возобновляемые источники энергии ................................ 8 2.2 «Зеленые» технологии ............................................................................. 10 3 Экологические аспекты использования энергии ........................................ 13 3.1 Экологические показатели ................................................................. 13 3.2 Проблема полигонов ........................................................................... 14 4 Современный энергетический транспорт .................................................... 17 4.1 Использование возобновляемых источников энергии в транспорте . 17 4.2 Технология «Умный город» ................................................................... 17 5 Расчет установки ветрогенератора .......................................................... 19 6 Энергетическое право .................................................................................... 22 Выводы ............................................................................................................... 25 Список литературы ........................................................................................... 27 2 Введение В рамках данной работы необходимо рассмотреть нетрадиционные и возобновляемые источники энергии, используемые в Индии. А именно, рассмотреть следующее: Основные ресурсы Индии Доступные ВИЭ, инновации в энергетике Экологические аспекты использования энергии в Индии Современные энергетический транспорт, способы транспортировки энергии Расчет установки(ок) для города, карта решений. Цифровая энергетика Энергетический рынок и энергетическое право ВИЭ (возобновляемые источники энергии) — природные ресурсы или процессы, из которых получают энергию и которые по человеческим меркам являются неистощаемыми или возобновляются быстрее, чем расходуются. Проще говоря, к ВИЭ относят солнечные, ветряные, волновые и приливные электростанции, ГЭС на средних и малых реках, геотермальные станции, биотопливо. ВИЭ рассматривают как альтернативу ископаемым видам топлива (уголь, торф, нефть, природный газ, урановая руда). Последние тоже возобновляемые, но на это требуется гораздо больше времени и по прогнозам они могут быть исчерпаны достаточно скоро. Кроме того, при сгорании они выделяют в атмосферу углекислый газ, который способствует росту парникового эффекта и глобальному потеплению. В противопоставление этому большинство ВИЭ относят к так называемой зелёной энергетике — то есть экологически чистой, не загрязняющей окружающую среду. 3 1 Прикладная статистика 1.1 Источники энергии в Индии Индия — это государство, которое располагает большими природными ресурсами. Страна имеет крупные запасы железной, марганцевых руд и многого иного. Полезные ископаемые Индии различны и залежи их неиссякаемые. Но, как и в иных странах, у Индии есть и определенные проблемы, которые постепенно решаются. Реки в Индии располагают большим энергетическим потенциалом, они считаются главнейшим источником искусственного орошения. Основными реками Индии являются Брахмапутра, Ганг, Инд, а также их притоки. Реки Деканского плоскогорья в засушливое время года обычно очень мельчают, так как питание у них, как правило, дождевое. А в сезон дождей данные реки затопляют поля и погибает урожай. Земли Индии неплодородные. Во многих регионах почвы подвергались засолению, эрозии и испортились вследствие частого применения под сельское хозяйство без минеральных удобрений и севооборотов. Как итог, земли потеряли полезные вещества, они потребуют удобрения, а в иных районах осушения или орошения. Благодаря продолжительному теплу на протяжении всего года можно собирать до трех урожаев со значительной площади земель. Кормовая база для животноводства недостаточна. Естественные пастбища всего составляют пять процентов Индии [1]. Леса на хозяйственные потребности недостаточно, хоть и лесные угодья занимают 22 процента всей Индии. Негативными явлениями считается вырубка леса в Гималаях. Половина лесов расположена в центре Индии, 1/3 на севере, а 1/5 на юге страны. Полезные ископаемые различны и в основном располагаются на северовостоке страны. Индия имеет большие запасы алюминия, титана, редких металлов, руд железа. В ее недрах есть уголь, медь, нефть, драгоценные камни. 4 Страна обладает огромными залежами марганцевых руд. В штатах Бихар и Западный Бенгал есть каменноугольные бассейны, но качество угля невысокое. В Южной Индии есть бокситы, бурый уголь, золото, хромиты. В Центральной части страны есть каменный уголь и черные металлы. Хорошим источником энергии может быть радиоактивный торий, который находится в моноцитовых песках. Горнодобывающая промышленность работает на внутренний рынок, а марганец, слюда, бокситы и железные руды идут на экспорт. Индия занимает 1-е место по выпуску ювелирных украшений из серебра и золота. Производство алюминия (цветная металлургия) страны тяготеет поближе к источникам сырья, импортного глинозема и электроэнергии. Индия использует возобновляемые источники энергии ветра и солнца. Эта страна считается пятой по установленной мощности энергии ветра во всем мире. Энергия ветра занимает 8,5 процентов мощности производства всей электроэнергии Индии. Солнечный потенциал Индии составляет 600 ТВт. Климат Индии весьма разнообразен. В районе Гималаев холодные зимы, изредка бывают заморозки и выпадает снег. На северных равнинах - прохладная зима и резкими колебаниями температуры, а зависимости от времени суток, лето - очень жаркое. Важнейшей особенностью индийского климата являются сезон дождей (период муссонов) [2]. Он длится с июня на протяжении около 2-х месяцев. В остальное время года климат характеризуется засушливостью (за исключением западного побережья). На юге простирается обширное плоскогорье Декан (1600 км с севера на юг и 1400 км с запада на восток), имеющее засушливый климат, порожистые, сильно мелеющие зимой реки и засухоустойчивую растительность типа саванн и лесов с опадающей листвой. 1.2 Доступные возобновляемые источники энергии Индия - одна из стран с большим производством энергии из возобновляемых источников. По состоянию на 27 ноября 2020 года 38% 5 установленной мощности по производству электроэнергии в Индии приходится на возобновляемые источники (136 ГВт из 373 ГВт). В Парижском соглашении Индия взяла на по достижению целевого показателя предполагаемых себя обязательство определяемых на национальном уровне вкладов - к 2030 году достичь 40% общего производства электроэнергии из источников неископаемого топлива. Страна стремится к еще более амбициозной цели - 57%. общей электрической мощности из возобновляемых источников к 2027 году в соответствии с планом стратегии Центрального управления электроэнергетики. Согласно плану к 2027 году, Индия стремится получить 275 ГВт от возобновляемых источников энергии, 72 ГВт от гидроэлектроэнергии, 15 ГВт от ядерной энергии и почти 100 ГВт от «других источников с нулевым выбросом» [3]. Правительство Индии также поставило цель установить к 2022 году Rooftop Solar Projects (RTP) мощностью 40 ГВт, включая установку на крышах домов. По состоянию на сентябрь 2020 года 89,22 ГВт уже находятся в эксплуатации, проекты мощностью 48,21 ГВт находятся на разных стадиях реализации, а проекты мощностью 25,64 ГВт находятся на разных стадиях торгов. Индия была первой страной в мире, чтобы создать министерство нетрадиционных энергетических ресурсов (Министерство новых и возобновляемых источников энергии (Минприроды России)), в начале 1980-х годов, и ее государственного сектора предприятия Solar Energy Corporation Индии отвечает за развитие солнечной энергетики в Индии. Гидроэнергетика находится в ведении Министерства энергетики отдельно и не входит в задачи Минприроды. Индия имеет сильную производственную базу в области ветроэнергетики: 20 производителей 53 различных моделей ветряных турбин международного качества мощностью до 3 МВт с экспортом в Европу, США и другие страны. Ветровые или солнечные фотоэлектрические батареи в сочетании с четырехчасовыми системами хранения 6 на батареях уже являются конкурентоспособными по стоимости без субсидий в качестве источника управляемой генерации по сравнению с новыми угольными и новыми газовыми электростанциями в Индии. Учитывая рост потребности в первичных энергоресурсах, Индии необходимо пересмотреть стратегию поставки электроэнергии. Уголь останется основным энергоресурсом, но для удовлетворения спроса на электроэнергию будут активно внедряться и прочие источники. По прогнозам при ежегодном росте добычи в 5% запасы угля иссякнут через 40 лет. Поэтому, с точки зрения долгосрочной перспективы и охраны окружающей среды, необходимо искать иные источники энергии, такие как атомная энергетика и альтернативные ресурсы. Индия обладает значительными запасами ядерного топлива тория, но ей не хватает технологий для его использования в коммерческих целях. Также возможно применение альтернативных источников энергии для удовлетворения потребностей Индии, учитывая, что природные условия страны позволяют использовать в этих целей энергию солнца. Запасы нефти в Индии невелики, но обнадеживают результаты последних геологических исследований по разведке запасов природного газа и метана угольных пластов. 7 2 Возобновляемые источники энергии 2.1 Основные возобновляемые источники энергии Индия реализует одну из крупнейших и самых амбициозных программ расширения мощностей возобновляемых источников в мире. В 2019 году на саммите ООН по климату Индия объявила, что она более чем вдвое увеличит свой целевой показатель возобновляемой энергии со 175 ГВт к 2022 году до 450 ГВт к тому же году. Согласно прогнозам, количество новых возобновляемых источников электроэнергии значительно вырастет к ближайшим целям 2022 года, включая более чем удвоение мощностей большой ветроэнергетики Индии и почти 15кратное увеличение солнечной энергии по сравнению с уровнями апреля 2016 года. Эти цели поставят Индию в число мировых лидеров по использованию возобновляемых источников энергии и поместят Индию в центр своего Международного солнечного альянса "Солнечные страны", способствующего росту и развитию солнечной энергетики в более чем 120 странах мира. Энергия играет жизненно важную роль в экономическом развитии всех стран. Индия занимает второе место по численности населения, которое составляет 17% от общей численности населения мира. Повышение уровня жизни и населения в Индии выводит Индию на третье место в мире по потреблению энергии. Поскольку ископаемые виды топлива истощаются и создают все большее загрязнение, вызывая глобальное потепление, а также поскольку спрос на энергию растет день ото дня, производство энергии из возобновляемых источников энергии становится лучшим решением в нынешних условиях, поскольку возобновляемые источники энергии не являются исчерпаемыми, экологически чистыми и экологически чистыми. Правительство поставило цель установить 20 ГВт солнечной энергии к 2022 году, но в январе 2018 года она была достигнута на четыре года раньше запланированного срока за счет использования как солнечных парков, так и солнечных панелей на крыше. Затем Индия поставила новую цель - достичь 100 8 ГВт солнечной энергии, 60 ГВт энергии ветра, 10 ГВт биомассы и 5 ГВт малой гидроэнергетики к 2022 году. Три из пяти крупнейших солнечных парков в мире находятся в Индии, включая второй -largest солнечный парк в мире в Карнулу , Андхра - Прадеш , с мощностью 1000 МВт. Самая большая в мире солнечная электростанция, Bhadla Solar Park находится в Раджастане с мощностью 2255 МВт. Цели в области электроэнергетики к 2022 году включают достижение 227 ГВт (ранее 175 ГВт) энергии из возобновляемых источников - почти 113 ГВт за счет солнечной энергии , 66 ГВт за счет энергии ветра , 10 ГВт за счет энергии из биомассы , 5 ГВт за счет малой гидроэлектростанции и 31 ГВт за счет плавающей солнечной энергии и морского ветра. власть. Процесс торгов на дополнительные 115 ГВт или около того для достижения этих целевых показателей установленной мощности с уровней января 2018 года будет завершен к концу 2019–2020 годов. Правительство объявило, что не требуется дополнительных мощностей на угле, помимо 50 ГВт на различных этапах строительства, которые, вероятно, будут введены в эксплуатацию в период с 2017 по 2022 год. С расширением мощностей по производству возобновляемой энергии невыплаченные платежные сборы с покупателей электроэнергии составляют также увеличивается из-за их слабой покупательной способности. В отличие от большинства стран, до 2019 года Индия не учитывала крупные гидроэлектростанции как цели возобновляемых источников энергии, поскольку гидроэнергетика находилась в ведении более старого Министерства энергетики, а не Министерства новых и возобновляемых источников энергии. Эта система была изменена в 2019 году, и с тех пор также учитывается мощность крупных гидроэлектростанций. Это было сделано для того, чтобы облегчить продажу энергии крупных гидроэлектростанций, поскольку эта реклассификация позволила таким станциям продавать свою энергию в соответствии с Обязательством по покупке возобновляемой энергии. В соответствии с Обязательством по покупке возобновляемой энергии DISCOM (распределительная компания) различных штатов должны получать 9 определенный процент своей энергии из возобновляемых источников энергии в двух категориях: солнечная и несолнечная. Электроэнергия крупных гидроэлектростанций теперь классифицируется по категории несолнечных возобновляемых источников энергии. 2.2 «Зеленые» технологии Среди множества увеличению амбициозных идей можно надежности электросетей и вспомнить планы развертыванию по объемной системы аккумуляторов для хранения солнечной и ветряной энергии, добывать которую можно лишь время от времени. Помимо прочего, к 2030 году в стране планируют полностью перейти на электрический транспорт [4]. Перспективные проекты в сфере возобновляемой энергетики появляются по всей Индии. После ввода в эксплуатацию Камути в штате Тамил Наду теперь находится и вторая в мире солнечная электростанция, и одна из крупнейших береговых ветряных станций. Дальше на запад строятся еще более мощные солнечные электростанции, на восточном побережье штатов Канатака и Андра Прадеш. Основная часть «зелёных технологий» сосредоточена в относительно небольшом числе стран, при этом разные страны специализируются на тех или иных видах технологий. Технологии по борьбе с водным и воздушным загрязнением, по управлению отходами активно развиваются в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР): в Австралии – по борьбе с загрязнением воды, в Дании – по возобновляемой (в первую очередь ветровой) энергетике, в Германии – по борьбе с загрязнением воздуха, в Испании – по солнечной энергетике. Значительный прогресс в разработке «зеленых технологий» отмечается также в странах БРИИКС: Бразилия, Россия, Индия, Индонезия, Китай, ЮАР разрабатывают технологии по управлению отходами, контролю над загрязнением воды и возобновляемой энергетике. Важную роль в проведении научных исследований и разработок в сфере «зелёных технологий» играют частные компании (включая малый и средний 10 бизнес), которые рассматривают их в качестве возможности повысить эффективность производства и, как следствие, свои конкурентные преимущества. Значительную активность в этой области проявляют венчурные компании. Один из основных показателей развития «зелёных технологий» – патентная активность. «Зелёные технологии» – это яркое проявление современного тренда эффективности междисциплинарного подхода для решения сложных задач. Они не заменяют, а соединяют экологию, экономику, социальную технологию, основываясь на всех современных достижениях науки и техники. Корпорация Panasonic открыла в Индии новый производственный комплекс, который воплотит в себе все передовые "зеленые" технологии Panasonic. Компания надеется, что он станет показательным образцом экологичного предприятия и будет способствовать дальнейшему продвижению идей экологичного производства по всему миру. Строительство комплекса началось в апреле 2011 года в округе Джаджар штата Харьяна. Ожидается, что запуск нового производства удвоит доход Panasonic India в ближайшие годы. По словам главы Panasonic India Дайзо Ито, Индия может стать одним из ключевых производственных центров Panasonic. В планах корпорации организовать экспорт продукции индийского предприятия в страны Ближнего Востока и Африки. Производственный комплекс разрабатывает эко-технологии, отвечающие концепции "жизнь с нулевым уровнем выбросов CO2". Сейчас на предприятии используются солнечные элементы питания - на крышах офисов, парковки и других строений технопарка установлены солнечные батареи мощностью 28,29 кВт/пик. Кроме того, комплекс оборудован системой 100-процентной переработки и повторного использования водных отходов производства, что обеспечивает бесперебойное водоснабжение. Новое предприятие стало шестым экологически чистым производственным комплексом Panasonic в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Аналогичные заводы уже действуют во Вьетнаме, Сингапуре, Таиланде, Малайзии и Индонезии. Все 11 они характеризуются низкими выбросами CO2, обеспечивают повторную переработку технических отходов и строгий контроль над использованием химических веществ в процессе производства. 12 3 Экологические аспекты использования энергии Экологические показатели 3.1 Изменение климата в Индии оказывает глубокое воздействие на Индию, которая занимает четвертое место среди списка стран, наиболее пострадавших от изменения климата. В период с 1996 по 2015 Индия испускала около 3 Гт ( Гт ) СО2 из парниковых газов каждый год; около двух с половиной тонн на человека, что составляет половину среднемирового показателя. Страна выбрасывает 7% мировых выбросов. Повышение температуры на Тибетском плато вызывает отступление гималайских ледников, угрожая течению Ганга, Брахмапутры, Ямуны., и другие крупные реки; от этих рек зависят средства к существованию сотен тысяч фермеров. В отчете Всемирного фонда дикой природы (WWF) говорится, что река Инд может высохнуть по той же причине. Частота и мощность волн тепла в Индии увеличиваются из-за изменения климата. По прогнозам, сильные оползни и наводнения станут все более частым явлением в таких штатах, как Ассам [8]. Индира Ганди Институт исследований в области развития сообщил, что, если прогнозы, связанные с глобальным потеплением, сделанное Межправительственной группой экспертов по изменению климата увенчались успехом, связанные с климатом, факторы могут привести к ВВП Индии на снижение вплоть до 9%. Этому способствовало бы смещение сезонов выращивания основных культур, таких как рис, производство которых может упасть на 40%. Основные экологические проблемы — это леса и сельскохозяйственная деградация земель, истощение ресурсов (таких как вода, полезные ископаемые, лес, песок и камни), деградация окружающей среды, здоровье населения, потеря биоразнообразия, потеря устойчивости экосистем, безопасность средств к существованию для бедных. Основные источники загрязнения в Индии включают быстрое сжигание топливной древесины и биомассы, таких 13 как высушенные отходы животноводства в качестве основного источника энергии, отсутствие организованных служб по удалению мусора и отходов, отсутствие операций по очистке сточных вод, отсутствие контроля за наводнениями и сезон дождей [5]. дренажная система, отвод потребительских отходов в реки, практика кремации возле крупных рек, постановление правительства о защите сильно загрязняющих окружающую среду старых видов общественного транспорта и продолжение эксплуатации индийским правительством государственных предприятий с высоким уровнем выбросов, построенных между 1950 и 1980 годами. Загрязнение воздуха, плохое управление отходами, растущий дефицит воды, падение уровня грунтовых вод, загрязнение воды, сохранение и качество лесов, потеря биоразнообразия и деградация земель / почв — вот некоторые из основных экологических проблем, с которыми сегодня сталкивается Индия. Рост населения Индии усугубляет проблемы окружающей среды и ее ресурсов. Быстрая урбанизация вызвала накопление тяжелых металлов в почве города Газиабад, и эти металлы попадают в организм через зараженные овощи. Тяжелые металлы опасны для здоровья людей и известны как канцерогены. 3.2 Проблема полигонов Индия испытывает огромные проблемы от чрезмерной выработки мусора. Ежедневно там появляется около 150 тысяч тонн отходов. В бедных районах страны люди буквально живут под боком у свалок. И журналисты, и иностранцы, и даже само правительство говорят о проблеме и в полной мере ее признают. Ситуация с чистотой индийских улиц усугубляется тем, что не все жители, например, имеют доступ к туалету и питьевой воде. На индийские полигоны мусор поступает не сортированным. Как отмечают журналисты, это связано с сильной криминализацией бизнеса по переработке отходов. Местная мафия лоббирует назначение на руководящие должности на полигонах своих людей. Они, в последствии, определяют суммы, которые выплачиваются компаниям, собирающим отходы. В итоге недобросовестные 14 компании не сортируют мусор, привозят камни и всеми способами достигают большего веса груза, чтобы получить больше денег из бюджета. На загрязнение жалуются и люди, особенно жители сельской местности, живущие у полигонов. Ввиду отсутствия сортировки, на свалки свозится мусор всех видов, из-за чего сами по себе они становятся очень опасны как для окружающей среды, так и для живущих рядом людей. При этом Индия затрачивает огромные ресурсы на уничтожение отходов. Суммы исчисляются миллионами долларов в зависимости от достатка региона. Так расходы Мумбаи на утилизацию составляют порядка 350 млн долларов. В связи с тяжелой экологической обстановкой в стране, государство поощряет научное сообщество в разработке способов избавления от отходов и запускает соответствующие государственные программы [6]. Уровни свалки в Индии пытались сократить путем воздействия бактерий. Под их влиянием весь мусор органического происхождения разлагался значительно быстрее. В этом помогли и естественные факторы — насекомые, например, мухи. Также специалисты предлагали оборудовать индийские заведения общепита оборудованием по переработке пищевых отходов. Такие установки измельчали бы отходы, часть из них перерабатывали в биогаз, а другую — в компост. Еще одним интересным методом борьбы с отходами и, в частности, с пластиком стала разработка технологии изготовления дорожных покрытий из бутылок и другого мусора подобного состава. Как отмечают специалисты, такие дороги не уступают в качестве асфальту. Сейчас этот метод повсеместно используется в одном из штатов. На государственном уровне ряд решений по борьбе с загрязнением страны были приняты в 2014 году. Тогда государство решило популяризировать уборку и экологичный образ жизни. К пропаганде уборки за собой и сохранении родины в чистоте были привлечены известные кинозвезды, которые должны были своим примером показывать населению, что уборка мусора — это не страшно. 15 Также государство ввело систему субботников, на которые начали выходить учащиеся крупнейших вузов страны. Причем, отмечают профильные издания, добровольно. Также был принят ряд законодательных мер — ужесточение наказания за несанкционированный выброс отходов и обязанность муниципалитетов заниматься уборкой. Программа была рассчитана до 2019 года. Хотя экологи предполагают, что тот объем мусора, который производит Индия и тот рост численности населения не позволят справиться с отходами, так как их количество растет быстрее, чем его успевают убирать. 16 4 Современный энергетический транспорт 4.1 Использование возобновляемых источников энергии в транспорте Правительство Индии планирует в течение следующих десяти лет обеспечить полную электрификацию железных дорог, то есть почти 120 000 км железнодорожных линий, в рамках своей стратегии по сокращению выбросов CO2. В 2018–2019 годах индийские железные дороги потребили около 20 ТВт*ч электроэнергии и 3,1 миллиарда литров дизельного топлива (HSD). Министр железнодорожного транспорта Пиюш Гоял, который раньше возглавлял министерства энергетики и угольной промышленности, заявил: «мы станем крупнейшей в мире на 100% электрифицированной железной дорогой». Он также добавил, что чистые выбросы в секторе должны быть снижены до нуля, и что железные дороги будут на 100% работать на возобновляемой энергии. Несмотря на удвоение с 2000 года, выбросы CO2 в секторе железнодорожного транспорта в Индии относительно незначительны: в 2018 году этот сектор выбрасывал менее 10 млн. тонн CO2, то есть только 3% выбросов CO2 от транспорта и 0,4% от общих выбросов CO2 в стране. Индийские железные дороги являются крупным покупателем возобновляемой электроэнергии, а также владельцем генерирующих активов. 4.2 Технология «Умный город» В Индии предполагаемыми «умными городами» станут: Кочи в штате Керала, Ахмедабад в штате Гуджарат, Аурангабад в Махараштре, Манесар в Дели, Кхушкера в Раджастане, Кришнапатнам в штате Андхра-Прадеш, Поннери в штате Тамил Наду и Тумкур в штате Карнатака. Во многих из этих городов будут обустроены специальные инвестиционные районы или специальные экономические зоны с модифицированными правилами и налоговыми структурами, для того чтобы сделать их более привлекательными для иностранных инвестиций. Это важно, 17 потому что большая часть финансирования этих проектов будет привлекаться от частных инвесторов и изза рубежа. Реализация концепции «умных городов» не лишена проблем, особенно в Индии. Например, успех создания такого города в большой степени зависит от жителей, предпринимателей и посетителей, которые должны будут принимать активное участие в процессе внедрения новых технологий, а также экономии энергии и ресурсов. Есть много способов сделать помещения и общественные места более развитыми технологически, но процент общего потребления энергии по-прежнему зависит от конечных пользователей и их поведения. Кроме того, остается фактор времени — для строительства таких городов понадобится как минимум 20-30 лет. Голландская студия UNStudio представила проект нового технологичного города Karle Town Centre, который планируют возвести в Бангалоре, Силиконовой долине Индии. Архитекторы постарались сделать город экологически устойчивым — для этого они разработали специальную краску для фасадов, которую назвали “Самый холодный белый”. Она отражает солнечные лучи, а потому позволяет обходиться без кондиционера. Кроме того, все здания с закругленными краями будут украшать живые сады, которые также будут способствовать охлаждению воздуха. UNStudio работает в сотрудничестве с индийской компанией Karle Infra, занимающейся разработкой городской инфраструктуры. Совместно с ней архитекторы встроят в городские пространства многочисленные датчики. Полученные данные планируют использовать для адаптации среды под нужды жителей. В городе наряду со зданиями смешанного назначения построят театр, а также площади, торговые центры и амфитеатры, которые предназначены для небольших общественных мероприятий. 18 5 Расчет установки ветрогенератора Ветрогенератор в автономной системе очень нужен. По большей части тем, что его выработка не имеет ярко выраженной зависимости от сезонов. Солнечные батареи хорошо работают летом и плохо зимой, тогда как ветрогенераторы сохраняют свою эффективность в зимний период. Немало важно то, что сильные ветра, как правило, наблюдаются в пасмурную погоду, поэтому совместное применение ветрогенераторов и солнечных панелей достаточно обоснованно. Рассмотрим малые ветроэнергетические установки (ВЭУ) т.е. установки мощностью от 40 Вт до 20 кВт. Ветрогенераторы достаточно эффективны в прибрежных районах, либо на возвышенностях, где скорости ветра выше и ветра чаще. На большей части территории России средняя скорость ветра составляет 4-5 метров в секунду, что создает неблагоприятные условия для применения ветрогенераторов (и это на высоте 10 м от поверхности земли, стандартная высота расположения анемометра на метеостанциях). Но данные усреднены, поэтому следует изучить энергопотенциал конкретной местности, если существует подозрение, что ветрогенератор может быть эффективен. Основная проблема ветровых станций заключается в том, что их эффективность мала при низких скоростях ветра. Если внимательно посмотреть на кривую зависимости мощности от скорости ветра, то можно обнаружить следующее: стартовая скорость большинства современных ВЭУ располагается в пределах 3–4 м/с. Но необходимо, чтоб ветровой поток продержался на этом уровне не меньше 10 мин, лишь тогда автоматика даст позволение на запуск ВЭУ. При этом более-менее ощутимая, выработка энергии начнется только при 7 метрах в секунду, а ВЭУ, трудящаяся при средней скорости 6 м/с, генерирует емкость на 44 % большую, чем при скорости 5 м/с. Многие хотят уменьшить начальную скорость ветра, при котором начинается вращаться турбина до 1-2 м/с - мол слабый ветер бывает всегда и пусть в аккумуляторы всегда что-то "капает". Однако, при такой скорости ветер 19 имеет очень мало энергии. Если ветрогенератор и вся система рассчитаны на 35кВт, то 5-10 Вт не решат никаких проблем. Перейдем теперь к методам расчета систем с ветряными электростанциями. Покупая устройство, необходимо знать его заявленную номинальную мощность, а также график зависимости мощности, вырабатываемой "ветряком" от скорости ветра. Из формулы P=( η*КИЭВ* ρ*V3*π*D2 )/8 видно, что мощность ветрового потока пропорциональна кубу скорости ветра и квадрату диаметра колеса турбины. Это означает, что при увеличении скорости ветра вдвое, мощность потока возрастет в 8 раз, а при увеличении длины лопастей вдвое, мощность ветрогенератора возрастет в 4 раза. Прежде чем звонить в компанию, занимающуюся продажей ветрогенераторных установок необходимо узнать: 1) Потребление электроэнергии в месяц в киловатт-часах - все платят за электричество в квартирах или домах ежемесячно, и эта цифра поможет оценить потребности. 2) Среднегодовая скорость ветра в предполагаемом месте установки - её можно приблизительно узнать в ближайшей метеостанции. Для выбора инвертора надо знать максимальную (пиковую) мощность потребления электроприборов с небольшим запасом - по ней выбирается его мощность. При наличии этих показателей можно быстро и грамотно подобрать необходимое оборудование, обратившись к продающей его организации. При выборе оборудования не стоит опираться на мощность ветрогенератора - она сильно зависит от скорости ветра. Это только в бензогенераторе она соответствует указанной в паспорте. 5кВт ветрогенератор при слабом ветре (34м/с) выдаёт всего 0,1–0,2 кВт. Очень часто покупатель ориентируется на максимальную (пиковую) мощность своего потребления и просит постоянно эту мощность - например 5кВт, как в бензогенераторе, например - начинаем разбираться, считать - и оказывается, что для лампочек, холодильника, телевизора и насоса вполне 20 хватает 0,5кВт постоянной мощности - а это две большие разницы. Оценивать своё электропотребление нужно только по киловатт-часам в месяц. Но и не стоит определять среднюю выдаваемую ветрогенератором мощность по среднегодовой скорости ветра — это будет намного заниженная цифра. При выборе высоты мачты учитывается рельеф, растительность (близость леса и отдельно стоящие деревья) и застроенность местности. Обычно это от 10 до 20 метров. Если местность открытая - практически на поле, например, то вполне хватит мачты высотой и 10м. Если местность застроена одноэтажными домиками и имеет небольшие деревья - больше подойдёт 15м мачта. Если же рядом двухэтажные дома и высокие деревья или лес - то лучше ставить мачту высотой 20м. Для ветрогенераторов 1-4кВт предлагаются 8 и 12м мачты, поскольку более высокие стоят достаточно дорого для данного класса оборудования. Конечно, чем выше мачта, тем лучше (чем больше высота - тем сильнее ветер, прямая зависимость), но не всегда более высокая мачта технически или экономически оправдывает себя. 21 6 Энергетическое право В настоящее время установленная электрическая мощность Индии составляет 365 ГВт, что означает потребление на душу населения примерно 1/4 от потребления Китая и 1/13 от потребления США. Тем не менее, рост экономики и урбанизация делают свое дело: исследования показывают, что доля Индии в общем мировом спросе на первичную энергию примерно удвоится и составит около 11% к 2040 году. Индия должна будет удвоить производство электроэнергии к 2030 году, чтобы удовлетворить этот массовый рост спроса, а также выполнить свое обязательство сократить свои выбросы углерода на 35% по сравнению с уровнем 2005 года. Для этого потребуется примерно половина дополнительного объема производства за счет возобновляемых источников энергии, что означает ежегодное добавление 25 ГВт возобновляемых мощностей до 2030 года. Расширение этого масштаба потребует финансирования в размере около $76 млрд к 2022 году и его увеличения до $250 млрд в течение 2023-2030 годов. Таким образом, в годовом исчислении ожидается, что в следующем десятилетии и далее появятся инвестиционные возможности на сумму свыше $30 млрд, что примерно в три раза превышает нынешний уровень и явно указывает на огромный и неиспользованный инвестиционный потенциал. Основной целью энергетической политики Индии является обеспечение энергоресурсами, в условиях их дефицита, быстро развивающейся экономики страны путём развития альтернативных источников энергии, особенно ядерной, солнечной и энергии ветра. Этой целью определяется и отношение Индии к политике энергетического перехода. При этом в отличие от многих других государств, энергетическая политика Индии, насколько позволяют судить открытые источники информации, никогда не была оформлена как единый программный документ и представляет собой комплекс законов, принятых индийским парламентом, и различных правительственных программ, планов действий и других документов. Поэтому 22 о меняющейся энергетической политике страны судить можно только по принимаемым нормативно-законодательным актам, программам развития соответствующих отраслей и другим решениям в области энергетики. Основными такими актами, программами и решениями, принятыми в последние двадцать лет, стали [7]: Программа Hydrocarbon Vision 2025, разработанная в 2000 г. Описывает политику в области разведки, добычи и использования углеводородов на период 2025 г. «Закон о сохранении энергии» (Energy Conservation Act) от 2001 г. Является правовой основой мер в области энергоэффективности. Закон об электроэнергии (Electricity Act 2003) от 2003 г. Согласно этому закону, каждые 5 лет разрабатывается новая редакция Национального плана электрификации (National Electricity Plan, NEP). Национальный план действий в области климатических изменений (National Action Plan on Climate Change, NAAPC) от 2008 г. В развитие этого плана в последующие годы был принят ряд целевых программ: по стимулированию/развитию энергоэффективности (2009 г.), солнечной энергетики (2010 г.), «умных» энергосетей (2015 г.), критически важных технологий (2017 г.), трансформации мобильности и создания аккумуляторов нового поколения для хранения больших объёмов энергии (2019 г.) и др. Национальный план электрификации на период до 2027 г. (New National Electricity Национальный Plan план – принятый в 2018 г. по обеспечению доступного NEP-2018), действий кондиционирования помещений (India Cooling Action Plan, ICAP) от 2019 г. и др. Энергетическая политика Индии исходит из необходимости расширения использования углеводородного топлива. Однако её реализация идёт далеко не так гладко, как хотелось бы руководству страны. Во-первых, это усиление 23 влияния США на энергетическую политику Индии, которое особенно хорошо заметно на примере импорта нефти. В 2018 году США в одностороннем порядке вышли из сделки с Ираном по ядерной программе и повторно ввели санкции против Исламской республики. При этом Индии и ряду других государств до 2 мая 2019 года были предоставлены послабления: США обязались не вводить против них санкции за закупку определённых объёмов иранской нефти. В апреле 2019 года президент США Дональд Трамп заявил, что не станет продлевать эти исключения. После некоторых колебаний Индия уступила американскому давлению и прекратила импорт нефти из Ирана (своего традиционного и крупного поставщика, который покрывал порядка 10 % энергетических потребностей страны), сделав ставку на диверсификацию источников поставок. Другим немаловажным фактором риска для энергетической политики Индии стала нестабильность на Аравийском полуострове и в прилежащих регионах. Удельный вес государств Персидского залива в индийском нефтяном импорте традиционно высок. Если в 2001 году на эти страны приходилось 66 % закупаемой Индией нефти, то в 2016 году –64 %, то есть их доля практически не изменилась. Однако рост нестабильности в этом регионе заставил правительство республики сделать стратегический выбор в пользу увеличения закупок нефти из других источников, в том числе и из России. 24 Выводы Индия — это единственное во всем мире государство, которое располагает большими природными ресурсами. Страна имеет крупные запасы железной, марганцевых руд и многого иного. Полезные ископаемые Индии различны и залежи их неиссякаемые. Но, как и в иных странах, у Индии есть и определенные проблемы, которые постепенно решаются. Индия имеет сильную производственную базу в области ветроэнергетики: 20 производителей 53 различных моделей ветряных турбин международного качества мощностью до 3 МВт с экспортом в Европу, США и другие страны. Ветровые или солнечные фотоэлектрические батареи в сочетании с четырехчасовыми системами хранения на батареях уже являются конкурентоспособными по стоимости без субсидий в качестве источника управляемой генерации по сравнению с новыми угольными и новыми газовыми электростанциями в Индии. Изменение климата в Индии оказывает глубокое воздействие на Индию, которая занимает четвертое место среди списка стран, наиболее пострадавших от изменения климата. В период с 1996 по 2015 Индия испускала около 3 Гт ( Гт ) СО2 из парниковых газов каждый год; около двух с половиной тонн на человека, что составляет половину среднемирового показателя. Страна выбрасывает 7% мировых выбросов. Индия испытывает огромные проблемы от чрезмерной выработки мусора. Ежедневно там появляется около 150 тысяч тонн отходов. В бедных районах страны люди буквально живут под боком у свалок. И журналисты, и иностранцы, и даже само правительство говорят о проблеме и в полной мере ее признают. Ситуация с чистотой индийских улиц усугубляется тем, что не все жители, например, имеют доступ к туалету и питьевой воде. Индия использует возобновляемые источники энергии ветра и солнца. Эта страна считается пятой по установленной мощности энергии ветра во всем мире. 25 Энергия ветра занимает 8,5 процентов мощности производства всей электроэнергии Индии. Солнечный потенциал Индии составляет 600 ТВт. Таким образом, Индия реализует одну из крупнейших и самых амбициозных программ расширения мощностей возобновляемых источников в мире. Поскольку ископаемые виды топлива истощаются и создают все большее загрязнение, вызывая глобальное потепление, а также спрос на энергию растет день ото дня, производство энергии из возобновляемых источников энергии становится лучшим решением в нынешних условиях, так как возобновляемые источники энергии не являются исчерпаемыми и экологически чистые. В настоящее время Индия как крупная растущая экономика, зависимая от импорта энергоносителей, стремится обеспечить свою энергетическую безопасность путём диверсификации источников поставок. Индия прагматично воспринимает фактор энергетического перехода и подходит к его воплощению в своей энергетической политике как с точки зрения национальных геополитических и экономических интересов, так и реальных возможностей страны. В отличие от многих других стран мира, руководство Индии не декларирует отказ от использования ископаемых углеводородов в связи с энергетическим переходом, не ставит перед своей экономикой заведомо нереалистичных целей добиться «углеродной нейтральности». Напротив, планируется дальнейшее увеличение импорта угля, нефти и газа. Укреплению энергетической безопасности Индии служит и развитие в стране атомной энергетики. Тем самым, проводимая Индией энергетическая политика является важным фактором сохранения и расширения российско-индийского стратегического сотрудничества. 26 Список литературы 1 Жуков С.В., Резникова О.Б. Индия – новый игрок на мировом рынке нефти// В сборнике: Год планеты Экономика. Политика. Безопасность. ИМЭМО РАН, редколлегия: Барановский В.Г., Соловьев Э.Г. и др.. Москва, 2017. С. 33-41. 2 Родионов В. Г. Проблемы традиционной энергетики // Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего. — М.: ЭНАС, 2017.-115с. 3 Жуков С.В. Энергетика Евразии: новые тенденции и перспективы. – М.: ИМЭМО РАН, 2018 -186с. 4 Симонова М.Д. Анализ глобализации зарубежных энергетических рынков. – М.:Издательство МГИМО-университет, 2017 - 436 с. 5 Дака А. Энергетические ресурсы в государствах Центральной Азии и энергетическая безопасность Индии// Центральная Азия и Кавказ. 2018. № 1 (43). С. 16-28. 6 Рязанова М.О. Энергетические ресурсы в государствах центральной Азии и энергетическая безопасность Индии/ Индия и Африка сегодня. 2017. № 9 (710). С. 33-37. 7 Современная Индия: энергетика и энергетическая безопасность. Материалы научной конференции. – М.: Институт востоковедения РАН, 2018. – 152 с. 27
