Энергетическое планирование

Энергетическое планирование имеет ряд различных значений, но наиболее распространенным значением этого термина является процесс разработки долгосрочной политики, помогающей направлять будущее местной, национальной, региональной или даже глобальной энергетической системы. [1] Энергетическое планирование часто проводится в рамках правительственных организаций, но может также осуществляться крупными энергетическими компаниями , такими как электроэнергетические компании или производители нефти и газа . Эти производители нефти и газа выделяют парниковые газы . Энергетическое планирование может осуществляться с участием различных заинтересованных сторон, привлеченных из правительственных учреждений, местных коммунальных предприятий, академических кругов и других заинтересованных групп .

С 1973 года энергетическое моделирование , на котором основано энергетическое планирование, значительно развилось. Энергетические модели можно разделить на три группы: описательные, нормативные и футуристическое прогнозирование. [2]

Планирование энергии часто осуществляется с использованием комплексных подходов, которые учитывают как обеспечение поставок энергии, так и роль энергоэффективности в снижении спроса ( комплексное планирование ресурсов ). [3] Планирование энергии всегда должно отражать результаты роста населения и экономического развития. Существует также несколько альтернативных энергетических решений, которые позволяют избежать выброса парниковых газов, таких как электрификация машин и использование ядерной энергии . План неиспользованной энергии для городов создается в результате тщательного исследования плана организации, который координирует городское планирование и планирование жизненной силы вместе и дает энергетические планы для городов высокого уровня и механических парков. [4]

Планирование и рыночные концепции

Энергетическое планирование традиционно играло важную роль в установлении рамок для регулирования в энергетическом секторе (например, влияя на то, какой тип электростанций может быть построен или какие цены взимаются за топливо). Но за последние два десятилетия [ когда? ] многие страны дерегулировали свои энергетические системы, так что роль энергетического планирования была снижена, и решения все больше оставлялись рынку. Это, возможно, привело к усилению конкуренции в энергетическом секторе, хотя мало доказательств того, что это привело к снижению цен на энергию для потребителей. Действительно, в некоторых случаях дерегулирование привело к значительной концентрации «рыночной власти», когда крупные очень прибыльные компании имели большое влияние в качестве устанавливающих цены.

Интегрированное планирование ресурсов

Подходы к энергетическому планированию зависят от планирующего агента и масштаба деятельности. С энергетическим планированием связано несколько крылатых фраз. Основой для всего является планирование ресурсов, т. е. представление о возможных источниках энергии в будущем. Разветвление методов заключается в том, рассматривает ли планировщик возможность влияния на потребление (спрос) энергии. Энергетический кризис 1970-х годов положил конец периоду относительно стабильных цен на энергию и стабильного соотношения спроса и предложения. Появились концепции управления спросом , планирования с наименьшими затратами и интегрированного планирования ресурсов (IRP) с новым акцентом на необходимости снижения спроса на энергию с помощью новых технологий или простой экономии энергии. [5] [6]

Планирование устойчивой энергетики

Дальнейшая глобальная интеграция систем энергоснабжения и локальных и глобальных экологических ограничений расширяет сферу планирования как в предметной, так и в временной перспективе. Планирование устойчивой энергетики должно учитывать воздействие потребления и производства энергии на окружающую среду, особенно в свете угрозы глобального изменения климата , которое в значительной степени вызвано выбросами парниковых газов из мировых энергетических систем, что является долгосрочным процессом.


Перспективы отрасли возобновляемой энергетики на 2022 год показывают, что политика поддержки со стороны администрации, сосредоточенная на борьбе с изменением климата в политическом ландшафте 2022 года, способствует ожидаемому росту отрасли возобновляемой энергетики [7] Байден выступал за развитие отрасли чистой энергетики в США и в мире для активного решения проблемы изменения климата. Президент Байден выразил намерение отойти от нефтяной промышленности. [8] Администрация 2022 года призывает к «Плану по изменению климата и экологической справедливости», который направлен на достижение 100% безуглеродной генерации электроэнергии к 2035 году и нулевых чистых выбросов к 2050 году в США. [9]

Многие страны ОЭСР и некоторые штаты США сейчас переходят к более строгому регулированию своих энергетических систем. Например, многие страны и штаты принимают целевые показатели по выбросам CO 2 и других парниковых газов. В свете этих событий широкомасштабное интегрированное энергетическое планирование может стать все более важным [10]

Планирование устойчивой энергетики использует более целостный подход к проблеме планирования будущих энергетических потребностей. Оно основано на структурированном процессе принятия решений, основанном на шести ключевых шагах, а именно:

  1. Исследование контекста текущей и будущей ситуации
  2. Формулировка конкретных проблем и возможностей, которые необходимо рассмотреть в рамках процесса планирования устойчивой энергетики. Сюда могут входить такие вопросы, как « пик нефти » или « экономическая рецессия /депрессия», а также разработка технологий спроса на энергию.
  3. Создать ряд моделей для прогнозирования вероятного воздействия различных сценариев. Традиционно это будет состоять из математического моделирования, но развивается, чтобы включать « Мягкие системные методологии », такие как фокус-группы, этнографические исследования сверстников, логические сценарии «что если» и т. д.
  4. Результаты анализируются и структурируются в легко интерпретируемом формате на основе результатов широкого спектра модельных упражнений и обзоров литературы, открытых дискуссий на форумах и т. д.
  5. Затем результаты интерпретируются для определения области применения, масштаба и вероятных методологий реализации, которые потребуются для обеспечения успешной реализации.
  6. Этот этап представляет собой процесс обеспечения качества, в ходе которого активно изучается каждый этап процесса планирования устойчивой энергетики и проверяется, выполняется ли он строго, беспристрастно и способствует ли он целям устойчивого развития, а не противоречит ли им.
  7. Последний этап процесса — принятие мер. Это может состоять из разработки, публикации и внедрения ряда политик, правил, процедур или задач, которые в совокупности помогут достичь целей Плана устойчивой энергетики.

Проектирование для реализации часто осуществляется с использованием «логического структурного анализа», который исследует предлагаемый проект и проверяет его полную логичность, отсутствие фатальных ошибок и наличие соответствующих мер на случай непредвиденных обстоятельств, чтобы гарантировать, что весь проект не потерпит неудачу в случае сбоя какого-либо его этапа.

Планирование устойчивой энергетики особенно подходит для сообществ, которые хотят развивать собственную энергетическую безопасность, применяя при этом наилучшие доступные практики в своих процессах планирования. [1]

Инструменты энергетического планирования (программное обеспечение)

Планирование энергии может осуществляться на различных программных платформах и в течение различных временных промежутков и с различным качеством разрешения (например, очень короткие отрезки времени/пространства или очень большие отрезки). Существует множество платформ для всех видов анализа планирования энергии, с фокусом на различных областях, и значительный рост в плане программного обеспечения для моделирования или платформ, доступных в последние годы. Инструменты планирования энергии можно определить как коммерческие, с открытым исходным кодом, образовательные, бесплатные и используемые правительствами (часто пользовательские инструменты). [11]

Потенциальные энергетические решения

На диаграмме представлено мировое потребление энергии и показана разбивка по каждому источнику энергии.

Электрификация

Одним из потенциальных вариантов энергии является переход на электрификацию всех машин, которые в настоящее время используют ископаемое топливо в качестве источника энергии. Уже существуют электрические альтернативы, такие как электромобили , электрические варочные панели и электрические тепловые насосы, теперь эти продукты должны быть широко внедрены для электрификации и декарбонизации нашего потребления энергии. Чтобы уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива и перейти на электрические машины, требуется, чтобы вся электроэнергия вырабатывалась из возобновляемых источников . По состоянию на 2020 год 60,3% всей энергии, вырабатываемой в Соединенных Штатах, приходилось на ископаемое топливо, 19,7% — на ядерную энергию и 19,8% — на возобновляемые источники энергии . [12] Соединенные Штаты по-прежнему в значительной степени полагаются на ископаемое топливо как на источник энергии. Для электрификации наших машин, чтобы помочь усилиям по декарбонизации , необходимо построить больше возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

Еще одной потенциальной проблемой, связанной с использованием возобновляемых источников энергии, является передача энергии . Исследование, проведенное Принстонским университетом, показало, что места с самым высоким потенциалом возобновляемых источников энергии находятся на Среднем Западе, однако местами с самым высоким спросом на энергию являются прибрежные города. [13] Чтобы эффективно использовать электроэнергию, поступающую из этих возобновляемых источников, электросеть США должна быть национализирована, и должно быть построено больше высоковольтных линий электропередачи. Общее количество электроэнергии, которое должна будет вместить сеть, должно увеличиться. Если бы больше электромобилей ездило, то снизился бы спрос на бензин и увеличился бы спрос на электроэнергию, этот возросший спрос на электроэнергию потребовал бы, чтобы наши электросети могли транспортировать больше энергии в любой момент времени, чем это в настоящее время жизнеспособно.

Ядерная Энергия

Ядерная энергия иногда считается чистым источником энергии. [14] Единственный связанный с ядерной энергией выброс углерода происходит в процессе добычи урана, но процесс получения энергии из урана не приводит к выбросам углерода. [15] Основная проблема при использовании ядерной энергии связана с вопросом, что делать с радиоактивными отходами . Источником радиоактивных отходов самого высокого уровня является отработанное реакторное топливо, радиоактивное топливо со временем уменьшается за счет радиоактивного распада . [16] Время, необходимое для распада радиоактивных отходов, зависит от продолжительности периода полураспада вещества . В настоящее время в Соединенных Штатах нет постоянного хранилища для высокоактивных ядерных отходов .

Общественная поддержка увеличения производства ядерной энергии является важным фактором при планировании устойчивой энергетики. Производство ядерной энергии имеет сложное прошлое. Множество атомных электростанций, на которых произошли аварии или расплавления, запятнали репутацию ядерной энергетики для многих. Значительная часть общественности обеспокоена последствиями для здоровья и окружающей среды от расплавления атомной электростанции, полагая, что риск не стоит вознаграждения. Хотя есть часть населения, которая считает, что расширение ядерной энергетики необходимо и что угрозы изменения климата намного перевешивают возможность расплавления, особенно с учетом достижений в области технологий, достигнутых за последние десятилетия.  

Глобальные выбросы парниковых газов и производство энергии

Большая часть глобальных антропогенных выбросов парниковых газов приходится на энергетический сектор , на долю которого приходится 72,0% мировых выбросов. [17] Большая часть этой энергии идет на производство электроэнергии и тепла (31,0%), следующим по величине источником является сельское хозяйство (11%), за которым следуют транспорт (15%), лесное хозяйство (6%) и производство (12%). [18] Существует множество различных молекулярных соединений, которые попадают под классификацию парниковых газов, включая углекислый газ , метан и закись азота . Углекислый газ является крупнейшим выбрасываемым парниковым газом, составляя 76% мировых выбросов. Метан является вторым по величине выбрасываемым парниковым газом с показателем 16%, метан в основном выбрасывается сельскохозяйственной промышленностью. Наконец, закись азота составляет 6% мировых выбрасываемых парниковых газов, сельское хозяйство и промышленность являются крупнейшими источниками выбросов закиси азота. [19]

Проблемы в энергетическом секторе включают зависимость от угля. Добыча угля остается ключом к энергетическому балансу, а глобальный импорт зависит от угля для удовлетворения растущего спроса на газ [20] Энергетическое планирование оценивает текущую энергетическую ситуацию и прогнозирует будущие изменения на основе моделей индустриализации и доступности ресурсов. Многие будущие изменения и решения зависят от глобальных усилий по отказу от угля и началу создания энергоэффективных технологий и продолжению электрификации мира. [21]

Смотрите также


Ссылки

  1. ^ ab "Энергетическое планирование – обзор | Темы ScienceDirect". www.sciencedirect.com . Получено 15 апреля 2021 г. .
  2. ^ Бхатия, SC (2014). «Энергетические ресурсы и их использование». Science Direct .
  3. ^ Лучшие практики в области комплексного планирования ресурсов электроэнергетических компаний, Synapse Energy Economics, июнь 2013 г. Получено 9 января 2015 г.
  4. ^ Ли, Лили; Тэйхаг, Араз (1 апреля 2020 г.). «Углубленный анализ эволюции комплекса мер политики для перехода к устойчивой энергетике в Китае с 1981 по 2020 год». Applied Energy . 263 : 114611. doi : 10.1016/j.apenergy.2020.114611 . ISSN  0306-2619. S2CID  212868659.
  5. ^ Билл Приндл: Интегрированное планирование ресурсов: предоставление энергетических услуг по самой низкой общей стоимости, ICF International, 12 декабря 2011 г. Получено 9 января 2015 г.
  6. ^ История комплексного планирования ресурсов и EPAMP, Western Area Power Administration Архивировано 19 июля 2015 г. на Wayback Machine . Получено 9 января 2015 г.
  7. ^ «Перспективы развития отрасли возобновляемой энергетики в 2022 году». Deloitte .
  8. ^ Раймонди, Пьер Паоло (26 апреля 2021 г.). «Энергетическая политика США при администрации Байдена: внутренние и глобальные измерения».
  9. ^ «Климатический план Байдена: Часть 1: Что он предлагает». Labor Network for Sustainability . 2018–2021.
  10. ^ Мартире, С., Туомасьюкка, Д., Линднер, М., Фицджеральд, Дж. и Кастеллани, В. (2015). Оценка воздействия на устойчивость для развития местных источников энергии. Биомасса и биоэнергия 83.
  11. ^ Рингкьёб, Ханс-Кристиан; Хауган, Питер М.; Солбрекке, Ида Мари (1 ноября 2018 г.). «Обзор инструментов моделирования для энергетических и электроэнергетических систем с большой долей переменных возобновляемых источников энергии». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 96 : 440–459 . doi : 10.1016/j.rser.2018.08.002 . ISSN  1364-0321.
  12. ^ «Каково производство электроэнергии в США по источникам энергии?». Управление энергетической информации США . 5 марта 2021 г. Получено 31 октября 2021 г.
  13. ^ "Net-Zero America: Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts" (PDF) . 29 октября 2021 г. . Получено 31 октября 2021 г. .
  14. ^ «Три причины, почему ядерная энергетика чиста и устойчива». 31 марта 2021 г.
  15. ^ «Ядерное объяснение: ядерная энергетика и окружающая среда». 15 января 2020 г.
  16. ^ «Ядерное объяснение: ядерная энергетика и окружающая среда». 15 января 2020 г.
  17. ^ "Глобальные выбросы". Центр климатических и энергетических решений . 8 сентября 2021 г.
  18. ^ "Глобальные выбросы". Центр климатических и энергетических решений . 8 сентября 2021 г.
  19. ^ "Глобальные выбросы". Центр климатических и энергетических решений . 2019.
  20. ↑ Дёрнс, Шон (20 марта 2014 г.). «Пять энергетических проблем, с которыми сталкивается Индия».
  21. ^ «ПЛАНИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ» (PDF) .
  • Онлайн-сообщество для планировщиков энергетики, работающих над энергетикой для устойчивого развития. Архивировано 11 мая 2020 г. на Wayback Machine
  • Магистерская программа по энергетическому планированию в Университете Ольборга в Дании.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Energy_planning&oldid=1239183331"