Руководство по энергетической статистике (МАЭ) - часть 11

Возобновляемые источники энергии и отходы

Что такое возобновляемые источники энергии и отходы?

Общие сведения

В технической литературе можно найти множество определений возобновляемых источников энергии, включая следующее: возобновляемая энергия представляет собой энергию, получаемую из природных процессов, которые постоянно восстанавливаются. Хотя это определение и ставит некоторые вопросы, связанные, например, с промежутком времени, необходимым для восстановления, но именно оно будет использоваться как основное в данной главе.

Существует несколько форм возобновляемой энергии, извлекаемой прямо или косвенно из солнца или тепла, образующегося глубоко в недрах земли. Эти формы включают энергию, вырабатываемую из таких источников, как солнце, ветер, биомасса, а также геотермальные, гидроэнергетические и океанские ресурсы, твердая биомасса, биогаз и жидкие виды биотоплива.

Отходы представляют собой топливо, состоящее из множества материалов, образующихся из горючих отходов, поступающих от промышленных предприятий, организаций, лечебных учреждений и домашних хозяйств. Эти материалы включают резину, пластики, отходы ископаемой нефти и другие подобные продукты. Отходы могут быть твердыми либо жидкими, возобновляемыми или не возобновляемыми, подверженными либо неподверженными биологическому разложению.

В Глоссарии представлен подробный перечень источников возобновляемой энергии и отходов, а также соответствующих технологических процессов их использования, которые являются экономически целесообразными или приближающимися к таковым.

Твердая биомасса (в основном древесина, используемая для приготовления пищи в развивающихся странах] до сих пор является наиболее значительным источником возобновляемой энергии, составляющей более 10% объема общемировых поставок первичной энергии ОППЭ] или 3/4 глобального объема поставок возобновляемой энергии.

С 1990 г. объем источников возобновляемой энергии в мире ежегодно возрастает в среднем на 1,7%, что несколько выше, чем темпы прироста общемирового объема поставок первичной энергии. Особенно высоки темпы роста для "новых" возобновляемых источников (ветровая и солнечная энергия], которые составляют в среднем 19% в год, причем большая часть прироста приходится на страны-члены ОЭСР, такие как Дания и Германия, имеющие большие программы использования энергии ветра. Дискуссии об изменении климата, безусловно, стимулировали развитие работ по использованию энергии из возобновляемых источников с тем, чтобы уменьшить выбросы парниковых газов, о чем говорится в Приложении 1 к Рамочной конвенции ООН по изменению климата. Таким образом, имеется насущная потребность в лучшей организации мониторинга этих процессов и, соответственно, совершенствовании системы сбора данных и распространения своевременной и надежной информации о возобновляемых источниках энергии и отходах. Это является главной задачей, поскольку значительная часть возобновляемой энергии не поступает на коммерческие рынки (дрова, солнечные коллекторы] и/или] находится в отдаленных районах.

Специальная информация, относящаяся к Объединенному вопроснику

Вопросник разделяет возобновляемые источники энергии и отходы на три основные группы:

■ Группа I включает продукты, которые требуют преобразования в электричество для того, чтобы их утилизировать (например, энергия воды или солнечных батарей].

■ Группа II включает продукты, которые произведены и затем могут поставляться для многоцелевого использования в секторах преобразования и конечного потребления (например: геотермальная энергия и энергия солнечного тепла]. По своей природе эти продукты не могут храниться в общепринятом понимании, и, следовательно, по ним не собираются отчетные данные об изменении запасов на складе.

■ Группа III включает продукты, которые произведены и используются для различных целей в секторах преобразования и конечного потребления (например: отходы, дрова, биогазы и жидкие виды биотоплива]. Поскольку по своей природе эти продукты могут храниться в общепринятом понимании, то по ним могут собираться данные об изменении запасов на складе.

Двойственность положения состоит в том, что промышленные отходы и невозобновляемые коммунальные твердые отходы должны отражаться в ежегодном Вопроснике по возобновляемым источникам энергии и отходам, несмотря на то, что методики МЭА и Европейского союза исключают эти типы отходов из определения источников возобновляемой энергии.

Рис. 61. • Классификация возобновляемых источников энергии и отходов по трем группам

Особое внимание следует уделить следующим ресурсам: твердые коммунальные отходы и пассивная солнечная энергия. Они должны трактоваться в вопроснике так, как указано ниже.

Твердые коммунальные отходы (Т К О). В определении твердых коммунальных отходов присутствует некоторое противоречие. Оно является результатом того, что отходы собираются из домашних хозяйств, коммерческих организаций, медицинских и других учреждений и содержат компоненты как подверженные, так и неподверженные биологическому разложению. Определения возобновляемых источников по версии МЭА и Европейского союза исключают биологически не разлагаемые коммунальные твердые отходы. Однако некоторые страны-члены этих организаций считают все ТКО возобновляемыми ресурсами. В других странах-членах проводятся исследования, имеющие цель определить, какие фракции Т КО считать возобновляемыми ресурсами. Наконец ожидается, что дальнейшая реализация программ утилизации отходов, разделение отходов в пунктах сжигания и другие технологии уменьшат долю биологически не разлагаемых Т КО.

Если нет возможности разделить возобновляемые и невозобновляемые коммунальные твердые отходы, то их общее количество следует разделить поровну между этими двумя категориями.

Пассивная солнечная энергия. Использование пассивной солнечной энергии приветствуется во многих странах, и ее применение становится широко распространенным явлением. Однако, поскольку многие страны-члены не собирают данных о разработках и установках, использующих пассивную солнечную энергию, и поскольку часто бывает невозможно собрать и оценить потоки, этот вид энергии не включен в качестве продукта в вопросник

* Важно

Возобновляемая энергия представляет собой энергию, получаемую из природных процессов, которые постоянно пополняются.

Продукты, получаемые из возобновляемых источников энергии и отходов, подразделяются на три основные группы: только преобразуемые в электроэнергию, источники без возможности складского хранения запасов и источники с возможностью складского хранения запасов.

Вопросник также включает данные об отходах.

Пассивная солнечная энергия не включена в качестве продукта в вопросник.

В каких единицах измерения выражаются возобновляемые источники энергии и отходы?

Общие сведения

Вследствие наличия разнообразных форм возобновляемых источников энергии и отходов для выражения их характеристик традиционно используются различные единицы измерений. Твердые продукты, такие как древесина и древесные отходы, часто измеряются в единицах объема (кубических метрах или кордах] и массы (тоннах]. Биогазы могут измеряться в единицах объема (кубических метрах] или на основе значения энергоемкости

(в термах или киловатт-часах], а биожидкости - в единицах объема (литрах], массы (тоннах/и или] на основе значения энергоемкости (в джоулях или мегаджоулях].

Далее, возобновляемые источники, требующие превращения в электричество, например, энергия воды, энергия, получаемая из солнечных фотоэлементов, энергия приливов, волн, океанских течений и ветра, а также характеристики технологических процессов могут измеряться только в единицах электрической мощности (обычно кило-, мега- или гигаватт-часах].

Специальная информация, относящаяся к Объединенному вопроснику

Одной из целей Вопросника по возобновляемым источникам энергии и отходам является стандартизация единиц измерения продуктов для того, чтобы облегчить процессы обработки и сопоставления данных.

Следует использовать следующие единицы измерения величин:

■ Для электроэнергии, производство выражается в гигаватт-часах (ГВт.ч], а генерирующая мощность в мегаваттах (МВт]. Однако, для солнечной энергетической установки площадь солнечного коллектора должна отображаться в тысячах квадратных метров (1000 м2]. Для энергоустановок, работающих на жидком биологическом топливе, мощность должна указываться в тоннах в год (т/год].

■ Для тепловой энергии, производство выражается в тераджоулях (ТДж].

■ Для всех остальных потоков (сектора Поставка, Преобразование и Конечное использование в энергетическом секторе! количество топлива выражается в тераджоулях за исключением Древесного угля и Жидких видов биотоплива, количество которых отражается в единицах массы (в тысячах тонн].

Полная энергоемкость топлива, отражаемая в тераджоулях, должна рассчитываться с использованием низшей теплотворной способности соответствующего топлива. Все значения должны быть округлены до целого, отрицательные значения не допускаются.

* Важно

Количество произведенной электроэнергии должно отражаться в гигаватт-часах (ГВт.ч).

Количество произведенного тепла должно отражаться в тераджоулях (ТДж).

Энергоемкость большинства видов топлива отражается в тераджоулях (ТДж).

Исключениями являются древесный уголь и жидкие виды ^ биотоплива, количество которых отражается в 1000 т

Как пересчитать объем и массу в энергию?

Общие сведения

Данные о древесине и прочих видах твердого топлива, получаемых из растительного сырья, могут отображаться множеством различных способов в зависимости от вида топлива, способа его использования и страны, где оно используется. Могут применяться весьма

расплывчатые единицы измерений, такие как вязанка дров, или более точные, если величина связана с единицами массы или объема, например, корд,(1] кубический метр или тонна.

Однако для того, чтобы этими данными можно было пользоваться для сравнения с другими видами топлива, их необходимо выразить в единицах энергии. Эта операция не всегда проста, поскольку ряд факторов, таких как плотность и содержание влаги (например, для древесины] оказывают существенное влияние на используемые коэффициенты пересчета.

Тот же подход применяется в отношении газообразных видов топлива, которые обычно отражаются в единицах объема, таких как кубические метры или кубические футы. В этом случае для вычисления полной энергоемкости значение объема следует умножить на показатель удельной энергии (содержание энергии в единице объема].

Возможно также, что объем жидкого биотоплива будет приведен в литрах, килограммах или баррелях. В этом случае для вычисления общей массы продукта объем биотоплива следует умножить на показатель плотности (содержание массы в единице объема].

Более подробная информация о пересчете и коэффициентах пересчета приведена в главе 1 Основные положения - Как измерять количество и теплотворную способность топлива? (Раздел 5] и в Приложении 3 - Единицы измерений и коэффициенты пересчета.

Специальная информация, относящаяся к Объединенному вопроснику

Какой бы пересчет не выполнялся перед заполнением таблиц вопросника, объемы производства электроэнергии всегда указываются в гигаватт-часах (ГВт.ч], а количество произведенной тепловой энергии и количество большинства видов топлива - в тераджоулях (ТДж].

Полная энергоемкость топлива, указанная в тераджоулях, должна быть подсчитана с использованием значения низшей теплотворной способности соответствующего вида топлива.

Исключениями из этого общего правила являются Древесный уголь и Жидкие виды биотоплива, отображаемые в 1000 тонн. Однако для этих двух видов топлива в Табл. 4 необходимо указывать средние значения низших теплотворных способностей. Теплотворные способности различных видов биотоплива отличаются одни од других в широких пределах, также как для конкретных типов древесного угля различаются показатели плотности и содержания влаги. Поскольку невозможно получить удельное значение теплотворной способности для каждого потока и продукта, статистикам следует вычислять среднее значение на основе репрезентативной разбивки различных видов биотоплива и древесного угля.
Важно

Следует отображать потоки продуктов в единицах энергии: гигаватт-часах (ГВт. ч) для электроэнергии и тераджоулях (ТДж) - для всех прочих, используя значения низших теплотворны/х способностей, за исключением биотоплива и древесного угля, которые следует указывать в единицах массыi (тысячах тонн).

Потоки возобновляемых источников энергии и отходов

Общие сведения

Упрощенная схема потоков для трех групп возобновляемых источников энергии и отходов, начиная с производства и до потребления, показана на Рис. 6.2. Различия в потоках поставок в трех группах возобновляемых источников и отходов рассмотрены ниже в Разделе 5.

Рис. 6.2. • Упрощенная схема потоков возобновляемых источников энергии и отходов

Специальная информация, относящаяся к Объединенному вопроснику

Вопросник "Возобновляемые источники энергии и отходы" состоит из шести таблиц, в которых отражаются потоки. Содержание каждой из таблиц приведено ниже:
Валовое производство электрической и тепловой энергии.

Секторы поставки, преобразования и энергетический.

Конечное использование энергии (конечное потребление по секторам]. Технические характеристики установок

Поставки производителям электрической и тепловой энергии для собственных нужд.

Анализ производства древесины, древесных и прочих твердых отходов
Каждая из этих таблиц будет рассмотрена в следующих параграфах. Однако имеется несколько ключевых суммарных величин, наличие которых необходимо соблюдать в различных таблицах, как показано на Рис. 6.3.

Важно, чтобы значения, отображаемые в каждой таблице, были правильно просуммированы и суммарные данные в различных таблицах были согласованы друг с другом, где между ними имеется логическая связь. Такие связи между таблицами показаны на следующей схеме:

■ Производство древесины/древесных отходов/прочих твердых отходов в Табл. 2 может быть далее детализировано в Табл. 6. В заполненной Табл. 6 общее производство должно быть равно производству в Табл. 2.

Рис. 6.3. • Взаимосвязи между таблицами Вопросника по возобновляемым источникам энергии и отходам

Важно также, чтобы отдельные значения и итоговые данные, имеющееся в других ежегодных

вопросниках, были согласованы везде, где существует логическая связь.

■ Статистические данные по валовому производству электрической и тепловой энергии, указываемые в Табл. 1, должны совпадать с валовым производством электрической и тепловой энергии, указанным для тех же потоков в ежегодном вопроснике "Электрическая и тепловая энергия".

■ Передача продуктов в промышленность, охватываемая другими вопросниками по топливу (в основном по жидким видам биотоплива], указывается в Табл. 2 и должна совпадать с объемами передач, указанными в Табл. 1 вопросника "Нефть".

■ Поставки, отражаемые в секторе преобразования для производства электрической и тепловой энергии, должны совпадать с поставками, указанными в Табл. 6 вопросника

"Электрическая и тепловая энергия". Поставки для производства электрической и

тепловой энергии, отображенные в Табл. 2, также должны совпадать с данными,

указанными для производителей энергии для собственных нужд в Табл. 5а, 5b и 5с вопросника "Возобновляемые источники энергии и отходы"

■ Электрические мощности, отображенные в Табл. 4, должны совпадать с мощностями, указанными для отдельных технологических процессов получения энергии в Табл. 7 вопросника "Электрическая и тепловая энергия"

* Важно

Следует помнить о взаимосвязи между таблицами в вопроснике.

Ключевые суммарные данные должны совпадать.

содержание .. 9 10 11 12 ..