Оценка загрязнения окружающей среды в течение жизненного цикла наземной ветроэлектростанции в Арктике
https://doi.org/10.21443/3034-1434-2025-3-3-65-78
Аннотация
В статье приведены данные о климатических изменениях на планете и их последствиях. Представлены сведения о развитии ветроэнергетики в мире и России. Проанализирована существующая методика определения эмиссий загрязняющих веществ в течение жизненного цикла ветроэлектростанций (ВЭС). Изложены основные положения новой методики по определению эмиссий загрязняющих веществ в течение жизненного цикла ВЭС с применением укрупненных показателей. Приведены результаты расчетов эмиссий загрязняющих веществ по новой методике в течение жизненного цикла наземной ВЭС, расположенной в Арктической зоне РФ. Оценен геоэкологический эффект от использования наземной ВЭС в качестве источника электроснабжения по сравнению с тепловыми электростанциями на каменном угле, мазуте и природном газе.
Об авторах
П. Ю. Михеев
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого»
Россия
Россия
Михеев Павел Юрьевич — кандидат технических наук, старший преподаватель Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства
195251, Санкт-Петербург, вн. тер. г. Муниципальный округ Академическое, ул. Политехническая, д. 29, литера Б
Researcher ID: K-1289-2013
Scopus ID 57202760535
Тeл.: +7 (911) 759-90-58
А. С. Страхов
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого»
Россия
Россия
Страхов Александр Сергеевич — аспирант Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства
195251, Санкт-Петербург, вн. тер. г. Муниципальный округ Академическое, ул. Политехническая, д. 29, литера Б
Reasearcher ID: KAM-5340-2024
Тел.: +7 (906) 272-66-13
С. А. Агафонов
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого»
Россия
Россия
Агафонов Сергей Александрович — ассистент Высшей школы промышленно-гражданского и дорожного строительства, аспирант Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства
195251, Санкт-Петербург, вн. тер. г. Муниципальный округ Академическое, ул. Политехническая, д. 29, литера Б
Researcher ID: HHM-5486-2022
Тeл.: +7 (921) 345-82-36
Список литературы
1. Михеев П.Ю., Агафонов С.А., Страхов А.С., Ильин И.В., Борреманс А.Д., Левина А.И. Применение укрупненных экологических показателей для оценки загрязнения окружающей среды в течение жизненного цикла природно-технических систем. Альтернативная энергетика и экология. 2025;(2):147–162. https://doi.org/10.15518/isjaee.2025.02.147-162
2. NOAA Global Monitoring Laboratory. Global atmospheric CO₂ concentration. Our World in Data [internet]. Available at: https://ourworldindata.org/grapher/global-co2-concentration (accessed 13 June 2025).
3. Met Office Hadley Centre. Annual temperature anomalies relative to the pre-industrial period in the world. Our World in Data [internet]. Available at: https://ourworldindata.org/grapher/temperature-anomaly (accessed 13 June 2025).
4. Change in water temperature on the planet. Climate Reanalyzer. Climate Change Institute / University of Maine [internet]. Available at: https://climateanalyzer.org/clim/sst_daily/?dm_id=world2 (accessed 16 Juny 2025).
5. Average monthly surface temperature. Our World in Data [internet]. Available at: https://ourworldindata.org/grapher/average-monthly-surface-temperature?tab=chart (accessed 16 June 2025).
6. Temperatures in the Arctic and Europe. Our World in Data [internet]. Available at: https://ourworldindata.org/data-insights/the-arctic-is-the-worlds-region-that-has-warmed-themost-followed-by-europe (accessed 16 June 2025).
7. Climate Resilience for Energy Security. International Energy Agency [internet]; November 2022. Available at: https://www.iea.org/reports/climate-resilience-for-energy-security.
8. AR6 Synthesis Report: Climate Change 2023. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) [internet]. Available at: https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-cycle/ (accessed 17 June 2025).
9. Парижское соглашение. ООН [интернет]; 2015. Режим доступа: https://esg-library.mgimo.ru/upload/iblock/7a6/uq0e4vlafz99pvkr7nfypj1fd3y2gkd2/russian_paris_agreement.pdf?utm_source=docviewer.yandex.ru&utm_medium=referral&utm_campaign=docviewer.yandex.ru&utm_referrer=docviewer.yandex.ru (accessed 17 June 2025).
10. Net zero by 2050. A Roadmap for the Global Energy Sector. International Energy Agency [internet]; 2021. Available at: https://iea.blob.core.windows.net/assets/deebef5d-0c34-4539-9d0c10b13d840027/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf (accessed 17 June 2025).
11. Which countries have set a net-zero emissions target? Our World in Data [internet]. Available at: https://ourworldindata.org/grapher/net-zero-target-set?tab=table&time=2000.2050 (accessed 17 June 2025).
12. Указ Президента РФ от 4 ноября 2020 г. № 666 «О сокращении выбросов парниковых газов» [интернет]. Режим доступа: http://www.kremlin.ru/acts/bank/45990 (дата обращения 18.06.2025).
13. Распоряжение правительства РФ № 3052-р «О Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года» [интернет]. Режим доступа: http://static.government.ru/media/files/ADKkCzp3fWO32e2yA0BhtIpyzWfHaiUa.pdf (дата обращения 19.06.2025).
14. Global Energy Review 2025. International Energy Agency [internet]; March 2025. Available at: https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2025.
15. Global Wind Report 2024. Global Wind Energy Council [internet]. Available at: https://26973329.fs1.hubspotusercontent-eu1.net/hubfs/26973329/2.%20Reports/Global%20Wind%20Report/GWR24.pdf?__hstc=45859835.705de88cb34c799f34ba7f3c06ec6d9f.1744111285006.1744111285006.1744111285006.1&__hssc=45859835.4.1744111285006&__hsfp=4049606327 (accessed 17 June 2025).
16. Системный оператор единой энергетической системы РФ [интернет]; февраль 2025. Режим доступа: https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/company/markets/2025/res/res_feb_25.pdf (дата обращения 18.06.2025).
17. Бутузов В.А., Безруких П.П., Грибков С.В. Российская ветроэнергетика: научно-конструкторские школы, этапы развития, перспективы. Журнал С.О.К. 2021;(5):62–76.
18. Кольская ВЭС - чистая энергия Арктики. С.О.К. [интернет]; 15 мая 2023. Режим доступа: https://www.c-o-k.ru/market_news/kolskaya-ves-chistaya-energiya-arktiki (дата обращения 21.06.2025).
19. Агафонов С.А., Михеев П.Ю., Углов А.К. Перспективы применения древесины перекрестно-клееной в условиях Арктики. Арктика и инновации. 2024;2(2):92–101. https://doi.org/10.21443/3034-1434-2024-2-2-92-101.
20. Global Wind Atlas [internet]. Available at: https://globalwindatlas.info/en/ (accessed 22 June 2025).
21. Кузнецов Н.М., Маслобоев В.А., Коновалова О.Е. Распределенная энергетика регионов Арктической зоны Российской Федерации. АРКТИКА-2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2021;1(5):13–21.
22. Сидоренко Г.И., Михеев П.Ю. Оценка энергетической эффективности жизненных циклов энергетических объектов на основе ВИЭ. Альтернативная энергетика и экология. 2017;(1–3):101–110. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.01-03.101-110
23. Сидоренко Г., Михеев П. Оценка экологической эффективности жизненных циклов энергетических объектов на основе возобновляемых источников энергии. Экология и промышленность России. 2017;21(5):44-49. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2017-5-44-49.
24. Сидоренко Г.И., Михеев П.Ю. К вопросу об эффективности энергообъектов на основе ВИЭ. Энергия: экономика, техника, экология. 2018;(2):9–16.
25. Obrecht T.P., Rock M., Hoxha E., Passer A. BIM and LCA Integration: A Systematic Literature Review. Sustainability. 2020;12(14):5534. https://doi.org/10.3390/su12145534
26. Samniang W., Panuwatwanich K., Tangtermsirikul S., Papong S. BIM-LCA Integration for Carbon Emission Assessment in Construction Industry: Systematic Review and Research Opportunities. In: The 13th International Conference on Construction in the 21st Century (CITC-13), Arnhem, Netherlands, 8–11 May 2023. Available at: https://research-repository. griffith.edu.au/items/0cede7d4-581f-43dc-8e06-59b1f9f63812
27. Xue K., Hossain Md. Uzzal, Liu M., Ma M., Zhang Y., Hu M. BIM Integrated LCA for Promoting Circular Economy towards Sustainable Construction: An Analytical Review. Sustainability. 2021;13(3):1310. https://doi.org/10.3390/su13031310
28. Bernardette S-V., Latas C., García-Martínez A. Critical review of BIM-based LCA method to buildings. Energy and Buildings. 2017;136:110–120. http://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.12.009
29. Safari K., AzariJafari H. Challenges and opportunities for integrating BIM and LCA: Methodological choices and framework development. Sustainable Cities and Society. 2021;67: 102728. https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.102728
30. Михеев П.Ю. Определение эмиссий загрязняющих веществ при производстве элементов ВЭУ и ВЭС по укрупненным показателям. Энергия: экономика, техника, экология. 2023;(5):39–53.
31. Михеев П.Ю., Чусов А.Н., Политаева Н.А. База данных по укрупненным показателям эмиссий загрязняющих веществ при производстве элементов ветроэнергетических установок и ветроэлектростанций. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2023621868. Дата государственной регистрации 07.06.2023.
32. Михеев П.Ю., Фёдоров М.П., Чусов А.Н., Политаева Н.А. Методика определения эмиссий загрязняющих веществ в течение жизненного цикла ветроэлектростанций по укрупненным показателям. Экология и промышленность России. 2023;27(10):64–71. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-10-64-71
33. Mikheev P.Yu., Fedorov M.P., Chusov A.N., Politaeva N.A. Determination of pollutant emissions during the life cycle of wind power plants according to aggregate indicators. International Journal of Hydrogen Energy. 2024;69:1084–1092. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.04.305
34. Сидоренко Г.И., Михеев П.Ю. Влияние параметров и технических характеристик элементов ВЭУ на финансовые затраты, затраты энергии и выбросы загрязняющих веществ. Промышленная энергетика. 2018;(4):101–110.
35. Михеев П.Ю. Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла наземных ВЭС. Энергия: экономика, техника, экология. 2022;(5):39–53.
36. Михеев П.Ю. Эмиссии загрязняющих веществ SO2 экв в течение жизненного цикла наземных ВЭС в окружающую среду. Энергетика за рубежом. 2022;(4):24–41.
37. Михеев П.Ю. Эмиссии PO4 экв в течение жизненного цикла наземных ВЭС в окружающую среду. Энергетика за рубежом. 2023;(1):32–50.
38. Михеев П.Ю. Влияние выбросов загрязняющих веществ на этапах жизненного цикла наземных ВЭС на показатели экологической эффективности. Энергетика за рубежом. 2018;(5):32–45.
39. Михеев П.Ю. Влияние параметров и технических характеристик элементов ветротурбин на выбросы загрязняющих веществ. Энергия: экономика, техника, экология. 2022;(6):50–63.
40. Кольская ВЭС Самая мощная в мире ветроэлектростанция за Полярным кругом. Россия — страна достижений [интернет]; Режим доступа: https://достижения.рф/achievements/country/371 (дата обращения 23.06.2025).
41. SG 3.4-132. Enhanced LCoE and experience in the 3 MW segment [internet]. Available at: https://www.siemensgamesa.com/global/en/home/products-and-services/onshore/windturbine-sg-3-4-132.html (accessed 24 June 2025).
42. Чистая энергия Арктики теперь доступна каждому. Кольская ветроэлектростанция — крупнейший ветропарк в мире за полярным кругом [интернет]. Режим доступа: https://el5-energo.ru/upload/iblock/3f7/760o8fe82p2s30fev6juud36klxvoyhq/Buklet_KVES_format_A4_27.11.pdf (дата обращения 24.06.2025).
43. Agrawal K.Kr., Jain S.A., Jain Kr., Dahiya S. Assessment of greenhouse gas emissions from coal and natural gas thermal power plants using life cycle approach. International Journal of Environmental Science and Technology. 2014;11:1157–1164. https://doi.org/10.1007/s13762-013-0420-z
44. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 30 июня 2015 г. № 300 «Об утверждении методических указаний и руководства по количественному определению объема выбросов парниковых газов организациями, осуществляющими хозяйственную и иную деятельность в Российской Федерации» [интернет]. Режим доступа: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=264381
45. ГОСТ Р 51750-2001. Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах Москва: Госстандарт; 2001.
Рецензия
Для цитирования:
Михеев П.Ю., Страхов А.С., Агафонов С.А. Оценка загрязнения окружающей среды в течение жизненного цикла наземной ветроэлектростанции в Арктике. Арктика и инновации. 2025;3(3):65-78. https://doi.org/10.21443/3034-1434-2025-3-3-65-78
For citation:
Mikheev P.Yu., Strakhov A.S., Agafonov S.A. Environmental pollution evaluation during the life cycle of an onshore wind farm in the Arctic. Arctic and Innovations. 2025;3(3):65-78. (In Russ.) https://doi.org/10.21443/3034-1434-2025-3-3-65-78
Просмотров:
18
Послать статью по эл. почте 