В Амазонии более 3 миллионов человек обслуживаются изолированными мини-сетями. Сотни минисетей, питаемых дизельными генераторными установками, эксплуатируемыми независимыми производителями электроэнергии (IPP) и государственными энергетическими компаниями в регионе Амазонки, используют государственные субсидии, которые покрывают 100 процентов затрат на топливо. Довольно часто на транспортировку литра дизельного топлива в эти отдаленные и труднодоступные районы расходуется более литра дизельного топлива. Только в 2023 году сжигание субсидируемого дизельного топлива в мини-сетях Амазонки приведет к выбросу 1,6 млн тонн CO2.2eq со стоимостью топлива в 2,5 миллиарда долларов, которую разделяют все бразильцы через счет потребления топлива. Поставка электроэнергии зависит от логистики поставки дизельного топлива, которая может прерываться во время засухи, что требует наличия у дизельных электростанций в определенных местах больших резервуаров для хранения топлива. Кроме того, во многих местах с доступом к грунтовым дорогам в сезон дождей возникают трудности, требующие больших запасов топлива, как в случае с показанным ниже городом Ояпок, который имеет емкость для хранения 1,5 миллиона литров топлива с автономным режимом работы 45 дней. .
За последние десятилетия попытки сократить использование дизельной генерации в прибрежных и изолированных деревнях и городах Амазонки не увенчались успехом. IPPs предпочитают использовать дизельные электростанции, которые они так хорошо знают, под удобным прикрытием субсидий, разработанных много десятилетий назад для обеспечения доступа к энергии, энергетической безопасности и надежности обслуживания. Тем временем многие технологии возобновляемой энергии (ВИЭ) испытали снижение цен и зарекомендовали себя с точки зрения надежности и использования местных природных ресурсов. В этом контексте были оценены ТВЭ, такие как биомасса, солнечная энергия и ветер, чтобы помочь в переходе к энергетике Амазонки, и здесь представлен всесторонний анализ.
Биомасса:только меньшинство сообществ в изолированных системах имеет достаточный потенциал для производства энергии с использованием производства биомассы из остатков основных сельскохозяйственных культур в регионе, включая маниоку, асаи, кукурузу, банан и сладкий картофель, среди некоторых других. Производство энергии за счет сжигания древесных отходов, полученных на лесопилках, имеющих план устойчивого управления и международную сертификацию своей продукции, является редкостью в регионе, которая встречается только на одном участке (Итакоатиара – AM), работающем в бассейне Амазонки (www. itacoatiara.com.br).
Ветер:В регионе Амазонки низкая среднегодовая скорость ветра (менее 4 м/с), что в сочетании с затрудненным доступом и отсутствием масштаба в этих изолированных сообществах делает производство энергии ветра неконкурентоспособным в регионе.
Фотовольтаика:Ресурс солнечной радиации обилен и равномерно распределен по всей Амазонке; среднегодовое глобальное горизонтальное облучение составляет более 1700 кВтч/м2.год. Солнечная энергия представляет собой модульное решение, которое легко установить и не требует особого обслуживания, но у этой технологии есть существенный недостаток, заключающийся в необходимости большой площади. Для реализации солнечных электростанций в бассейне Амазонки возможны три варианта: i) централизованные наземные фотоэлектрические установки, ii) плавучие солнечные фотоэлектрические установки и iii) небольшие распределенные фотоэлектрические системы (крышные или наземные, включая агроэлектростанции).
Централизованный наземный вариант с большой площадью сталкивается с важным ограничением, которое заключается в наличии подходящих площадей для установки солнечных фотоэлектрических установок с интенсивным использованием площади без дальнейшего подавления леса. Тропический лес Амазонки очень густой с высокими деревьями, и это является основным узким местом данного технического решения, поскольку для многих локаций нет чистых участков такого порядка. Агроэлектроэнергетика может сыграть здесь важную роль, связывая производство фотоэлектрической энергии и устойчивое землепользование.
Еще одним вариантом являются плавучие фотоэлектрические системы, которые могут быть установлены на берегах рек, вблизи которых расположена значительная часть изолированных населенных пунктов. Плавающие фотоэлектрические установки широко используются в местах с высокой демографической плотностью и малодоступностью суши, таких как Сингапур и Япония, и обычно устанавливаются на озерах или водохранилищах, в местах стоячей воды, где движение воды связано только с местным ветром. Техническая целесообразность установки плавучих фотоэлектрических систем вдоль рек Амазонки с быстрым течением сталкивается с большим сопротивлением и скептицизмом со стороны основных и наиболее опытных производителей плавучих систем.
Третий вариант для производства фотоэлектрических систем — это распределенное решение на крыше, которое так часто используется в городских районах, где в бразильской объединенной системе распределения энергии работает более 2 миллионов установок. Анализы, проведенные Бразильским национальным институтом космических исследований (INPE), показывают, что количество существующих крыш в этих изолированных сообществах может гарантировать высокий процент обслуживания этих изолированных систем. Вариант также имеет важные социальные аспекты, потому что для интеграции фотоэлектрических систем в большое количество систем потребуется значительно большая местная рабочая сила для установки и последующего обслуживания.
В типичном жилом доме в этих районах с низким доходом используется недорогая черепица из фиброцемента, установленная на хрупких деревянных конструкциях, которые не могут выдержать 20-25 кг/м2дополнительная нагрузка, создаваемая типичным фотоэлектрическим модулем, плюс алюминиевая конструкция, используемая в фотоэлектрических панелях на крыше. Чтобы обеспечить интеграцию фотоэлектрических систем на крыше в этих условиях, одним из крупнейших производителей фиброцементной черепицы в Бразилии была разработана кровельная черепица из фиброцемента, которая находится на завершающей стадии испытаний на выносливость и надежность в лаборатории солнечной энергии Федерального университета. Санта Катарина. Дополнительный вес полос солнечных элементов, обрезанных на 1/6 на окончательной черепице, незначителен, и замена некоторого количества этих фотоэлектрических черепиц на существующих крышах не составляет труда. Ожидаемые затраты ниже, чем у традиционной фотоэлектрической системы на крыше, но необходимо увеличить масштаб, чтобы получить доступ к фотоэлементам по конкурентоспособным ценам.
В этой оценке сценариев устойчивого и устойчивого перехода на энергию в изолированных системах в Амазонии часть фотоэлектрических генераторов должна быть установлена централизованно, чтобы гарантировать высокую производительность, доступность и надежность центральной системы без вырубки каких-либо дополнительных лесных массивов, в то время как другая значительная часть генераторов должна быть установлена на крышах и в агроэлектрических системах.
Авторы: проф. Эндрю Блейкерс /ANU) и проф. Рикардо Рютер (UFSC).
