Мамий
И.П., МакГро О.С.
Московский
государственный университет имени М.В.Ломоносова
Методологические основы статистического изучения
возобновляемых энергетических ресурсов в Великобритании
Возобновляемые
энергетические ресурсы как объект статистического изучения
Возобновляемая энергия — это энергия из
источников, которые по человеческим масштабам являются неисчерпаемыми. Основной
принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из
постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для
технического применения.
Мировой рынок энергетических ресурсов насыщен
различными видами возобновляемых энергоресурсов.
Для
дальнейшего анализа необходимо рассмотреть классификацию возобновляемых
энергетических ресурсов.
Весь
рынок возобновляемых энергетических ресурсов можно разделить на шесть основных
видов: энергия ветра, гидроэнергия, энергия приливов и отливов, энергия
солнечного света, геотермальная энергия, биоэнергия. К возобновляемым
энергетическим ресурсам также относят и ядерную энергию (в части ядерного
синтеза, с использованием водорода).
1)
Энергия
ветра – энергия, получаемая с помощью преобразования кинетической энергии
воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую
другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Такое
преобразование может осуществляться такими агрегатами, как ветрогенератор (для
получения электрической энергии), ветряная мельница (для преобразования в
механическую энергию), парус (для использования в транспорте) и другими.
Энергия ветра также подразделяется на 2 вида:
a. Энергия ветра,
движущегося к берегу (onshore wind)
b. Энергия ветра с берега (offshore wind)
2) Гидроэнергия - энергия,
сосредоточенная в потоках водных масс в русловых водотоках и приливных движениях.
Вода, поступает на лопасти гидротурбины, расположенной на гидроэлектростанции
(ГЭС), приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. В
зависимости от вырабатываемой мощности и необходимого напора воды ГЭС делятся
на 3 вида:
a. Мощные – напор более 60
м, выработка от 25МВт
b. Средние – напор 25-60 м,
выработка от 5 до 25МВт
c. Малые – напор 3-25 м,
выработка до 5МВт
3) Энергия приливов и
отливов – особый вид энергии от периодических вертикальных колебаний уровня
океана или моря, являющихся результатом изменения положений Луны и Солнца
относительно Земли вкупе с эффектами вращения Земли и особенностями рельефа и
проявляющееся в периодическом горизонтальном смещении водных масс (кинетическая
энергия вращения Земли).
4) Энергия солнечного света
– энергия солнечного излучения, наиболее чистый и неисчерпаемый источник
энергии. От Солнца исходят тепло, свет и прочие виды излучения, которые
содержат колоссальные запасы энергии и отвечают почти за все естественные
процессы на нашей планете. Солнечная энергия делится на две категории: тепловую
и световую.
5) Геотермальная энергия - это
энергия, получаемая из природного тепла Земли. Преобладает в вулканических
районах, где циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на
относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда
проявляя себя в виде гейзеров.
6) Биоэнергия – энергия,
получаемая из биотоплива различных видов. В зависимости от используемого вида
биотоплива, биоэнергия классифицируется
на следующие виды:
a. Свалочный газ – биогаз,
образующийся в результате анаэробного разложения органических отходов.
b. Биологический газ - смесь
метана (55-85%) и углекислого газа (15-45%).
c. Лес - срубленные и
подготовленные для транспортировки деревья:
i. Внутренний
(отечественный)
ii. Лес промышленного
назначения
d. Отходы - вещества (или
смеси веществ), признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках
имеющихся технологий, или после бытового использования продукции. В зависимости
от происхождения делятся на:
i. Промышленные отходы -
пpoдукты, матеpиалы, изделия и вещеcтва, oбpазующиеcя в результате
пpoизвoдcтвеннoй деятельнocти челoвека, oказывающие негативнoе влияние на
oкpужающую cpеду, втopичнoе иcпoльзoвание кoтopых на даннoм пpедпpиятии
неpентабельнo.
ii. Строительные отходы -
oтхoды, oбpазующиеcя в pезультате pекoнcтpукции, pазбopки и cтpoительcтва
зданий и coopужений (минеральные отходы, древесина и др.)
iii. Бытовые отходы -
предметы или товары, потерявшие потребительские свойства, наибольшая часть
отходов потребления
7) Атомная энергия - это
энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях.
Атомная энергия может быть получена с помощью двух типов реакций:
a. Цепную ядерную реакцию
деления ядер урана-235 или плутония. Ядра делятся при попадании в них нейтрона,
при этом получаются новые нейтроны и осколки деления. Нейтроны деления и
осколки деления обладают большой кинетической энергией. В результате
столкновений осколков с другими атомами эта кинетическая энергия быстро
преобразуется в тепло. Энергия, полученная данным способом не является
возобновляемой, так как использует уран и плутоний в качестве ресурса.
b. Термоядерный синтез -
разновидность ядерной реакции, при которой лёгкие атомные ядра объединяются в
более тяжёлые ядра. Так как в качестве первоначального ресурса используются такие
элементы, как водород, дейтерий, тритий и тд., энергия, полученная с помощью
проведения термоядерного синтеза, является возобновляемой.
В связи с трудностями
разделения объемов производства атомной энергии по способам получения, в
статистике Великобритании данная
категория выделяется в отдельный блок и не входит в состав «Возобновляемой
энергии», и совокупности составляет около 10% всей вырабатываемой энергии.
Структура
использования возобновляемых энергресурсов в Великобритании в 2007 и 2010 гг.
представлена на рис. 3. Из рисунка видно, что основная доля потребления, 80.87%
и 78.47% соответственно приходилось на биомассу, которая в свою очередь
включала шесть составляющих. Наименьшее использоваие получила геотермальная и
солнечная энергия, иих доля хоть и увеличилась к 2010 г., однако осталась на
довольнонизком уровне: 0.96% в 2007г. и 1.53% в 2010г.
Источник:
круговые диаграммы составлены авторами
на основе данных Digest of UK
Energy Statistics
Статистическое изучение возобновляемых энергоресурсов в
Великобритании является сложным многоуровневым процессом, в результате которого
все полученные данные обобщаются в специализированной статистической базе
данных для возобновляемой энергетике.
Основные информационные источники данных о возобновляемой
энергетике
Британская база статистических данных о возобновляемой
энергетике (RESTATS) - это
проект, реализуемый Британским Департаментом Энергетики и Климатических
Изменений на протяжении более 20 лет. Представленные данные охватывают весь
спектр возобновляемых энергоресурсов (солнечная энергия, ветровая энергия,
биотопливо (включая биомассу и биоотходы), гэс и т.д.), а также детализированы
(где известно) по типу технологии и установленной мощности генерации
(электричества и/или тепла).
Данные этой базы используются не только внутри
Великобритании, но также Статистическим Бюро Европейских Сообществ (Eurostat)
и Международным Энергетическим Агентством (IEA). Все данные
публикуются в Сборнике Британской энергетической статистики (DUKES)
и находятся в режиме свободного пользования.
Рассмотрим процесс формирования базы данных более подробно.
Источники информации делятся на два уровня:
1.
Первичные
источники информации, которыми являются компании, ассоциации, агентства, предоставляющие информацию для ее
дальнейшей обработки;
2.
Вторичные
источники информации – существующая промежуточная база данных, предоставляющая
информацию в региональном разрезе и/или
по конкретному виду энергетического ресурса
Данные из вторичных источников аккумулируются в
основной базе данных RESTATS (табл.2).
ТАБЛ.2
Источники данных о возобновляемых энергоресурсах
|
Источник данных |
Первичный источник |
Комментарий |
|
Bio-Energy Capital Grants Programme |
Департамент
окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства (DEFRA) |
Источник
информации об источниках тепла |
|
British
Hydropower Association Database |
Британская
гидроэнергетическая ассоциация |
Источник
информации об энергии воды. Используется для сбора первичной информации, а
также для перекрестного контроля |
|
Renewable UK Wind Database (через
web-страницу) |
Возобновляемая
Великобритания (бывш. Британская ассоциация ветровой энергетики) |
Источник
данных о ветровой энергетике. Используется для перекрестного контроля адресов
и установленных мощностей. |
|
CHAPSTATS (Статистическая база данных о тепле и
энергии) |
AEA (от имени DEFRA и Renewable UK) |
Ведется
частной компанией AEA параллельно с RESTATS |
|
Clinical Waste (База данных об
установках для переработки общих отходов) |
Агентство
окружающей среды (EA) |
Используются
в качестве отправной точки для GAP-анализа |
|
Landfill
Gas Sites (Газ из органических отходов) |
Агентство
окружающей среды (EA) |
Используются
в качестве отправной точки для GAP-анализа |
|
Major Power Producers
(MPP) Survey (мощные гэс,
совместное сжигание отходов домашних птиц и угля) |
Департамент
энергетики и климатических изменений (DECC) |
Одна
из поздних баз данных, включенных в источники (в связи с началом активного
использования данного ресурса) |
|
NFFO Database (включает обобщенные
данные по Шотландии (SRO) Северной Ирландии (NI-NFFO))
|
Агентство
потребления источников энергии, отличных от ископаемых (NFPA)
Шотландии в сотрудничестве с Северной Ирландией. |
База,
используемая на протяжении всего периода реализации проекта RESTATS |
|
Renewable Energy Planning Database (данные о планируемых
проектах) |
Департамент
энергетики и климатических изменений (DECC) |
Используется
для перекрестного контроля при запуске проектов |
|
ROCs Database (база данных
аккредитованных генерирующих станций) |
Управление
газовых и электрических рынков (OFGEM) |
Содержит
информацию по аккредитованным проектам |
|
Solar PV (Ежегодный отчет об
активности в области солнечной энергетики) |
IT Power |
Проект,
спонсируемый DECC |
|
Technology Experts and
Trade Associations (ассоциация
технологов и специалистов в области торговли) |
AEA, Forestry Commission, Ground Source Heat Pumps
Association, HETAS, Renewable Energy Association and Solar Trade Association |
Используется
для перекрестного контроля |
|
Tyres for cement production (производство
цемента) |
British Cement Association |
Ежегодный
отчет о различных возобновляемых ресурсах, как источниках для производства
цемента |
Источник: таблица составлена
авторами на основе данных Департамента энергетики и климатических
изменений Великобритании
Кроме того, данные
собираются с помощью ежегодных статистических обследований, которые проводят компании-производители.
Проведение ежегодных
обследований преследует три основные цели:
1.
Обновление
существующей информации, содержащейся в
RESTATS;
2.
Улучшение
качества имеющейся информационной базы
данных;
3.
Сбор
информации по новым проектам, еще не
внесенным в RESTATS.
Ежегодные обследования
проводятся для следующих видов энергетических ресурсов:
1.
Совместное
сжигание (биомасса и ископаемые топлива);
2.
Биомасса
(за исключением отходов[1]);
3.
Биомасса
(отходы[2]);
4.
Геотермальная
энергетика;
5.
Гидроэнергетика;
6.
Солнечная
энергетика;
7.
Энергия
приливов;
8.
Ветроэнергетика.
Для проведения
обследования из Базы данных ROCs извлекаются данные: об имени
и адресе аккредитованной станции;
о генерируемой мощности и о номере сертификата.
Далее в процессе
обследований изучается следующая информация :
1.
О деталях проекта (адреса, технологии,
установленная мощность);
2.
О
генерации (электричество и/или тепло) и использование;
3.
О
затратах энергии (внутренней или импортируемой);
4.
Об
энергетическом содержании каждого вида используемого топлива (валовой и чистый
выход тепла)
Рассмотрим
более подробно подходы к организации сбора информации при проведении ежегодного
обследования.
Для
обеспечения наивысшей степени эффективности сбора информации, а также
увеличения достоверности этой информации, используется четыре основных подхода:
1. Крупные проекты
обследуются с помощью ежегодного анкетирования, формы анкет рассылаются по
почте или email, анкетирование также может проводиться и по телефону;
2. При наличии большого
количества мелких проектов, оценки основываются на основе выборочного
наблюдения;
3. Обследование также
проводится в сети Интернет через он-лайн формы на специализированных защищенных
вэб-сайтах;
4. В тех случаях, когда
проведение прямого опроса не осуществимо, используется метод моделирования и
оценок, с привлечением независимых экспертов.
Далее рассмотрим метод «GAP-анализа», используемого для улучшения
качества статистических данных, предоставляемых RESTSTS. В рамках этой задачи, «GАР-анализ» проводятся с целью
обеспечения полноты данных по всем видам возобновляемых технологий в тех
областях, где не наблюдается достаточной скорости реагирования на опросы. В
таких случаях предусмотрена рассылка анкет, а также следующие за ней телефонные
опросы и анализ данных, предоставленных организацией во «вторичные источники
информации» (промежуточные базы данных).
После реализации полного
обследования всего круга организаций и проектов, предусмотрено проведение
перекрестных проверок с целью уточнения и дополнения полученных данных, а также
проверки их соответствия с другими базами.
Методология
статистического анализа использования возобновляемых энергоресурсов
Анализ использования возобновляемых
энергоресурсов представляет собой самостоятельный вид информационной деятельности,
имеющий целью обеспечение объективной информацией лиц, принимающих решения о
проведении тех или иных операций в отрасли.
В зависимости от преследуемых целей анализ
возобновляемых энергоресурсов может быть подразделен на отраслевой,
корпоративный, инвестиционный и потребительский.
Цель отраслевого анализа состоит в
институциализации общественно полезных явлений и закономерностей рынка и
проводится, как правило, государственными и общественными организациями,
научными организациями, а также национальными и международными
институциональными и инвестиционными фондами.
Цель корпоративного анализа – обеспечение
маркетинга (продвижение продукта – товаров, услуг, брэнда компании) для
достижения успеха на рынке и обеспечение стратегического менеджмента для
повышения стоимости компании.
Цель инвестиционного анализа – обеспечение
инвестиционного аналитика данными о отраслевой конъюнктуре для расчета
показателей эффективности инвестиционных проектов.
Цель потребительского анализа – информирование
потребителей по средствам СМИ для обеспечения активного равновесия открытого
рынка (электроэнергии) в условиях максимальной информированности субъектов
рынка.
Анализ
в широком смысле этого термина в интересах любого вида деятельности включает
следующую последовательность операций.
Во-первых, это мониторинг отрасли,
включающий на первом этапе сбор информации,
на втором - ее предварительную обработку .
Во-вторых, это собственно анализ или
исследование отрасли возобновляемых энергоресурсов, которое позволяет изучать пространственно-параметрические
закономерности изменения показателей и динамику показателей, а также
совместное исследование динамики различных показателей.
В- третьих, это прогнозирование развития отрасли
возобновляемых энергоресурсов с учетом исследования факторов, влияющих на
изменение показателей и изучение изменения
самих основных тенденций развития отрасли.
Все
описанные операции и методы широко применяются в энергетической статистике, и статистике возобновляемых
энергоресурсов в частности.
Общеизвестно,
что страна, которая не располагает
существенными запасами углеводородов вынуждена заниматься изучением возможных
способов развития и
функционирования рынка возобновляемых и
нетрадиционных энергоресурсов. Страна эта Великобритания и она
весьма успешно создает специальные условия для статистического изучения
этого специфического сегмента рынка и совершенствования методов использования
возобновляемых энергоресурсов на основе современных инновационных технологий.
Источники:
1.
Введение
в энергетическую статистику./ Мамий И.П.- М.ТЕИС, 2011.-260 с.
2. “The Energy Act” from
26.11.1976
http://www.legislation.gov.uk/ukpga/1976/76/contents
3. Oxford Dictinary
http://oxforddictionaries.com/definition/energy?q=energy
4. Key World Energy
Statistics
http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2011/key_world_energy_stats.pdf
5. Digest
of UK Energy Statistics 2011
http://www.decc.gov.uk/assets/decc/11/stats/publications/dukes/2312-dukes-2011--full-document-excluding-cover-pages.pdf
6. Renewable
Energy Statistics Data Sources and Methodologies (DECC)
http://www.decc.gov.uk/assets/decc/statistics/source/renewables/60-renewable-statistics-methodology.pdf
7. “Energy
Conservation Act 1981”
http://www.legislation.gov.uk/ukpga/1981/17/pdfs/ukpga_19810017_en.pdf
8. PPS 22
http://www.communities.gov.uk/documents/planningandbuilding/pdf/147444.pdf