ИННОВАЦИИ В ТЭК проект Минэнерго России Личный кабинет

Потребности в сырье для технологий ветровой и солнечной энергетики при трансформации к низкоуглеродной энергетической системе

18.08.2020 Автор: Объединенный исследовательский центр Европейской Комиссии Источник: http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC119941/rms_for_wind_and_solar_published...

Сырьевые материалы имеют важное значение для обеспечения перехода к технологиям экологически чистой энергетики и для достижения целей, обозначенных в «Зеленом пакте» (Green Deal) Евросоюза (ЕС). При удовлетворении будущих потребностей в энергии за счет возобновляемых источников энергетический сектор столкнется с расширением внедрения ветровых и солнечных фотоэлектрических технологий. В результате ожидается, что в ближайшие десятилетия потребление сырья резко возрастет.

Цель рассматриваемого исследования – оценить потребности в сырье для ветровых турбин и солнечных фотоэлектрических систем в различных сценариях декарбонизации.

Для ЕС тенденции спроса на материал оценивались в соответствии с установленными обязательными целевыми показателями 2030 года и при сценариях, направленных на достижение климатически нейтральной экономики к 2050 году. В мировом масштабе объёмы генерирующих мощностей заданы на основе различных глобальных обязательств по ограничению выбросов парниковых газов (GHG) и повышению энергоэффективности.

Помимо генерирующих мощностей, в расчетах спроса на материалы учитывались еще три фактора: срок службы электростанций, доля рынка субтехнологий и материалоемкость. С учетом этих факторов сформированы три сценария спроса, характеризующиеся низким, средним и высоким потреблением сырья.

По оценкам исследователей, для ветровых турбин годовой спрос на материалы увеличится от 2 до 15 раз в зависимости от материала и сценария. Ожидается значительное увеличение потребления не только конструкционных материалов (бетон, сталь, пластик, стекло, алюминий, хром, медь, железо, марганец, молибден, никель и цинк), но и другого сырья (редкоземельные элементы и второстепенные металлы).

Наиболее характерным примером являются редкоземельные элементы (например, диспрозий, неодим, празеодим и тербий), используемые в ветроустановках с генераторами на постоянных магнитах. В экстремальном сценарии годовой спрос ЕС на указанные редкоземельные элементы увеличится в 6 раз к 2030 году (в мире – в 8-9 раз) и до 15 раз к 2050 году (в мире – в 11-14 раз) по сравнению со значениями 2018 года. 

Для солнечных фотоэлектрических технологий в наиболее оптимистичном случае повышение эффективности использования может привести к чистому снижению спроса на материалы. В сценарии со средним спросом ожидается увеличение потребления от 3 до 8 раз. В сценарии с высоким спросом потребление может вырасти, например, в 4 раза для серебра и до 12 раз для кремния к 2050 году. Для кадмия, галлия, индия, селена и теллура изменение спроса будет более значительным – потребление увеличится до 40 раз к 2050 году. Самый высокий рост потребления к 2050 году (до 86 раз по сравнению со значениями 2018 года) ожидается для германия.

Основные разделы содержания отчета

  1. Введение
  2. Ветроэнергетика
  3. Солнечные фотоэлектрические системы