ПЕРСПЕКТИВЫ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ КАК ОДНОГО ИЗ НАПРАВЛЕНИЙ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ НЕКОТОРЫХ РЕГИОНОВ ЮГА РОССИИ

Резюме. Цель. Провести анализ основных тенденций в развитии возобновляемой энергетики, как одного из направлений в стратегии устойчивого развития, а также охарактеризовать перспективы производства и использования основных возобновляемых источников энергии в отдельных регионах Юга России. Результаты. Представлены материалы, свидетельствующие о том, что во многих странах мира сложилась очевидная тенденция к росту производства и использования возобновляемых источников энергии, которую отражают постоянно возрастающие объемы инвестиций в соответствующие области экономики. За последние 10 лет активно проводившаяся инновационная деятельность привела к развитию производства солнечной и ветровой энергии, а также биотоплива до уровней значимых экономических факторов. В частности, появился ряд биотехнологических решений, обеспечившие создание предприятий, выпускающих биотоплива второго и третьего поколений, благодаря чему не только реализуется производство возобновляемых источники энергии, но осуществляется утилизация разнообразных отходов, а, следовательно, возникают предпосылки для снижения негативного антропогенного воздействия на окружающую среду. С учетом существования ряда демографических, климатических, экономико-географических и некоторых других характеристик проведен анализ состояния и перспектив развития возобновляемой энергетики в четырех регионах Юга России: Астраханской и Ростовской областях, Республике Крым (Южный федеральный округ), Ставропольском крае (Северо-Кавказский федеральный округ). Заключение. Из приведенных данных следует, что в четырех крупных регионах Юга России в рамках государственных и областных программ, а также в порядке частных инициатив началась производственная деятельность по использованию возобновляемой энергетики, развитие которой в ближайшей перспективе может привести к значимым результатам для экономки этих регионов, а также способствовать улучшению экологической обстановки.

возобновляемая энергетика, экология, утилизация отходов, лингоцеллюлозные биомассы, биотопливо, Юг России

1. Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency (IRENA)). URL: http://resourceirena.irena.org/ (дата обращения: 10.04.2017)

2. Kalluri U.C., Keller M. Bioenergy research: a new paradigm in multidisciplinary research // Journal of The Royal Society Interface. 2010. N7. P. 1391-1401. DOI: 10.1098/rsif.2009.0564

3. Сайдиева Э.А., Абдурахманова А.Г. Экономические проблемы и механизм экологически устойчивого развития горных территорий // Юг России: экология, развитие. 2013. Т. 8, N2. С. 22-25. DOI: 10.18470/1992-1098-2013-2-22-25

4. Golberg A., Sack M., Teissie J., Pataro G., Pliquett U., Saulis G., Stefan T., Miklavcic D., Vorobiev E., Frey W. Energy-efficient biomass processing with pulsed electric fields for bioeconomy and sustainable development // Biotechnology for Biofuels. 2016. N9. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4848877 /pdf/13068_2016_Article_508.pdf (дата обращения: 15.03.2017) DOI: 10.1186/s13068-016-0508-z

5. de Jong S., Antonissen K., Hoefnagels R., Lonza L., Wang M., Faaij A., Junginger M. Life-cycle analysis of greenhouse gas emissions from renewable jet fuel production // Biotechnology for Biofuels. 2017. N10. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5348797 /pdf/13068_2017_Article_739.pdf (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1186/s13068-017-0739-7

6. Lopes M.L., Paulillo S.C., Godoy A., Cherubin R.A., Lorenzi M.S., Giometti F.H., Bernardino C.D., Amorim Neto H.B., Amorim H.V. Ethanol production in Brazil: a bridge between science and industry. Brazilian Journal of Microbiology. 2016, no. 47 (Suppl. 1), pp. 64–76. DOI: 10.1016/j.bjm.2016.10.003

7. Титова Е., Бондарчук Н., Романова Е. Экономические аспекты культивирования некоторых растений, используемых в качестве сырья при производстве биотоплива // Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. N1. С. 54-61.

8. Приказ Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации N 1047н от 21.12.2015 г. «Об утверждении профессионального стандарта «Специалист по организации производства в сфере биоэнергетики и биотоплива». Официальный интернет-портал правовой информации Российской Федерации. URL: http://pravo.gov.ru/ (дата обращения: 10.04.2017)

9. Асадулаев З.М., Мусаев А.М. Распад традиционной аграрной цивилизации в горном Дагестане и возможные пути выхода из кризиса // Юг России: экология, развитие. 2015. Т.10, N3. С. 136-144. DOI:10.18470/1992-1098-2015-3-136-144

10. Parlevliet D., Moheimani N.R. Efficient conversion of solar energy to biomass and electricity // Aquatic Biosystems. 2014. N10. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4062565 /pdf/2046-9063-10-4.pdf (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1186/2046-9063-10-4

11. 11. Montoya J.H., Seitz L.C., Chakthranont P., Vojvodic A., Jaramillo T.F., Norskov J.K. Materials for solar fuels and chemicals // Nature Materials. 2017. N16. P. 70–81. DOI: 10.1038/nmat4778

12. Огороднов С. Информационно-аналитический портал «Нефть России». «Зелёная» генерация в России: Что мешает нашей звезде стать источником электричества и тепла. URL:http://www.oilru.com/news/490661 (дата обращения: 10.04.2017)

13. Duan H. Emissions and temperature benefits // Environmental Research. 2016. N152. P. 342-350. DOI: 10.1016/j.envres.2016.07.016

14. Barbosa L.S., Bogdanov D., Vainikka P., Breyer C. Hydro, wind and solar power as a base for a 100% renewable energy supply for South and Central America // PLoS One. 2017. N12(3). URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5362076 /pdf/pone.0173820.pdf (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1371/journal.pone.0173820

15. Chandel A.K., Singh O.V. Weedy lignocellulosic feedstock and microbial metabolic engineering: advancing the generation of 'Biofuel' // Applied Microbiology and Biotechnology. 2011. Vol. 89. Iss. 5. P. 1289-1303. DOI: 10.1007/s00253-010-3057-6

16. Parthasarathi R., Sun J., Dutta T., Sun N., Pattathil S., Murthy Konda N.V., Peralta A.G., Simmons B.A., Singh S. Activation of lignocellulosic biomass for higher sugar yields using aqueous ionic liquid at low severity process conditions // Biotechnology for Biofuels. 2016. N9. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4969646 /pdf/13068_2016_Article_561.pdf (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1186/s13068-016-0561-7

17. Valdivia M., Galan J.L., Laffarga J., Ramos J.L. Biofuels 2020: Biorefineries based on lignocellulosic materials // Microbial Biotechnology. 2016. Vol. 9. Iss. 5. P. 585-594. DOI: 10.1111/1751-7915.12387

18. Алхасов Б.А., Рабаданов Г.А. Комплексная переработка тростника // Материалы VI школы молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» имени Э.Э. Шпиль-райна, Махачкала, 23-26 сентября, 2013. С. 360-363.

19. Официальный сайт Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации [Электронный ресурс]. URL: http://www.mnr.gov.ru/ (дата обращения: 15.03.2017).

20. Cheah W.Y., Ling T.C., Juan J.C., Lee D.J., Chang J.S., Show P.L. Biorefineries of carbon dioxide: From carbon capture and storage (CCS) to bioenergies production // Bioresource Technology. 2016. N215. P. 346356. DOI: 10.1016/j.biortech.2016.04.019

21. Jeffery R.D., Krogh C.M., Horner B. Industrial wind turbines and adverse health effects // Canadian journal of rural medicine. 2014. V. 19, iss. 1. P. 21-26.

22. Xu C., Chen Y., Shi S., Li J., Kang F., Su D. Secondary batteries with multivalent ions for energy storage // Scientific Reports. 2015. N5. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4568479 /pdf/srep14120.pdf (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1038/srep14120

23. Munters W., Meyers J. An optimal control frame-work for dynamic induction control of wind farms and their interaction with the atmospheric boundary layer // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical & Engineering Sciences. 2017. N13. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5346219 /pdf/rsta20160100.pdf (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1098/rsta.2016.0100

24. Wang S., Wang X., Wang Z.L., Yang Y. Efficient Scavenging of Solar and Wind Energies in a Smart City // ACS Nano. 2016. V. 10, iss. 6. P. 5696-5700.

25. Wakerley D.W., Kuehnel M.F., Orchard K.L., Ly Kh.H., Rosser T.E., Reisner E. Solar-driven reforming of lignocellulose to H2 with a CdS/CdOx photocatalyst // Nature Energy. 2017. N2. URL: https://www.nature.com/articles/nenergy201721 (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1038/nenergy.2017.21

26. Moncada J., Cardona C.A., Rincon L.E. Design and analysis of a second and third generation biorefinery: The case of castorbean and microalgae // Bioresource Technology. 2015. Iss. 198. P. 836-843. DOI: 10.1016/j.biortech.2015.09.077

27. O'Regan B.C., Durrant J.R. Kinetic and energetic paradigms for dye-sensitized solar cells: moving from the ideal to the real // Accounts of Chemical Research. 2009. V. 42, iss. 11. P. 1799-1808. DOI: 10.1021/ar900145z

28. Durrant J.R. Molecular approaches to solar energy conversion: the energetic cost of charge separation from molecular-excited states // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical & Engineering Sciences. 2013. Iss. 371. URL: http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/roypta/371/ 1996/20120195.full.pdf (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1098/rsta.2012.0195

29. AlSalhi M.S., Alam J., Dass L.A., Raja M. Recent advances in conjugated polymers for light emitting devices // International Journal of Molecular Sciences. 2011. V. 12, iss. 3. P. 2036-2054. DOI: 10.3390/ijms12032036

30. Pospischil A., Furchi M.M., Mueller T. Solar-energy conversion and light emission in an atomic monolayer p-n diode // Nature Nanotechnology. 2014. V. 9, iss. 4. P. 257-261. DOI: 10.1038/nnano.2014.14

31. Goettl W.H. Solar heat collector and radiator for building roof. URL: https://www.google.com/patents/US4098260 (дата обращения: 15.03.2017)

32. Vidal A., Diaz A.I. High-performance, low-cost solar collectors for disinfection of contaminated water // Water Environment Research. 2000. V. 72, iss. 3. P. 271-276.

33. Norwood Z., Nyholm E., Otanicar T., Johnsson F. A geospatial comparison of distributed solar heat and power in Europe and the US // PLoS One. 2014. V. 9, iss. 12. URL: http://journals.plos.org/plosone/article/file?id=10.1371/jo urnal.pone.0112442&type=printable (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1371/journal.pone.0112442

34. Jiachen W., Lee S.B., Lee K. Design of broadband multilayer dichroic coating for a high-efficiency solar energy harvesting system // Applied Optics. 2015. V. 54, iss. 15. P. 4805-4811. DOI: 10.1364/AO.54.004805

35. Taylor R.A., Hewakuruppu Y., DeJarnette D., Otanicar T.P. Comparison of selective transmitters for solar thermal applications // Applied Optics. 2016. V. 55, iss. 14. P. 3829-3839. DOI: 10.1364/AO.55.003829

36. Herron J.A., Kim J., Upadhye A.A., Huber G.W., Maravelias C.T. A general framework for the assessment of solar fuel technologies // Energy & Environmental Science. 2015. Iss.8. P. 126-157. DOI: 10.1039/C4EE01958J

37. Tuller H.L. Solar to fuels conversion technologies: a perspective // Materials for Renewable and Sustainable Energy. 2017. Iss. 6. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s40243-017-0088-2 дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1007/s40243-017-0088-2

38. Armaroli N., Balzani V. Solar Electricity and Solar Fuels: Status and Perspectives in the Context of the Energy Transition // Chemistry. 2016. V. 22, iss. 1. P. 32-57. DOI: 10.1002/chem.201503580

39. Clark J.H., Luque R., Matharu A.S. Green Chemistry, Biofuels, and Biorefinery // Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering. 2012. Iss. 3. P. 183207. DOI: 10.1146/annurev-chembioeng-062011-081014

40. Aditiya H.B., Chong W.T., Mahlia T.M., Sebayang A.H., Berawi M.A., Nur H. Second generation bioethanol potential from selected Malaysia's biodiversity biomasses: A review // Waste Management. 2016. N47. P. 46-61. DOI: 10.1016/j.wasman.2015.07.031

41. Васильев С. Биоэнергетика: трудности роста // Тепловая энергетика. 2017. N02(29). URL: http://www.eprussia.ru/teploenergetika/ (дата обращения: 10.04.2017)

42. Ruiz Olivares A., Carrillo-Gonzalez R., Gonzalez-Chavez Mdel Carmen A., Soto Hernandez R.M. Potential of castor bean (Ricinus communis L.) for phytoremediation of mine tailings and oil production // Journal of Environmental Management. 2013. Iss. 114. P. 316323. DOI: 10.1016/j.jenvman.2012.10.023

43. Behera S., Singh R., Arora R., Sharma N.K., Shukla M., Kumar S. Scope of Algae as Third Generation Biofuels // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2015. V.2. URL: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fbioe.2014.0 0090/full (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.3389/fbioe.2014.00090

44. Mahdy A., Fotidis I.A., Mancini E., Ballesteros M., Gonzalez-Fernandez C., Angelidaki I. Ammonia tolerant inocula provide a good base for anaerobic digestion of microalgae in third generation biogas process // Bioresource Technology. 2017. Iss. 225. P. 272-278. DOI: 10.1016/j.biortech.2016.11.086

45. Kang Q., Appels L., Tan T., Dewil R. Bioethanol from Lignocellulosic Biomass: Current Findings Determine Research Priorities // The Scientific World Journal. 2014. Iss.2014. URL: https://www.hindawi.com/journals/tswj/2014/298153/ (дата обращения: 10.04.2017) DOI: 10.1155/2014/298153

46. Chen Z, Liu D. Toward glycerol biorefinery: metabolic engineering for the production of biofuels and chemicals from glycerol // Biotechnology for Biofuels. 2016. N 9. URL: https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/artic les/10.1186/s13068-016-0625-8 (дата обращения: 10.04.2017)

47. Варфоломеев С.Д., Ефременко Е.Н., Крылова Л.П. Биотоплива // Успехи химии. 2010, Т. 79, N6. С. 544-564.

48. Kreuter U.P., Iwaasa A.D., Theodori G.L., Ansley R. J., Jackson R.B., Fraser L.H., Naeth M.A., McGillivray S. , Moya E.G. State of knowledge about energy development impacts on North American rangelands: An integrative approach // The Journal of Environmental Management. 2016. Iss. 180. P. 1-9. DOI: 10.1016/j.jenvman.2016.05.007

49. Официальный сайт Исследовательской компании «Abercade». URL: http://www.abercade.ru/research/industrynews/16270.ht ml (дата обращения: 15.03.2017)

50. Федеральная служба государственной статистики Российской Федерации. URL: http://www.gks.ru/ (дата обращения: 15.03.2017)

51. Официальный сайт Правительства Ростовской области. URL: http://www.donland.ru (дата обращения: 15.03.2017)

52. Портал по энергосбережению «Энергосовет». URL: http://www.energosovet.ru/npb1241.html (дата обращения: 15.03.2017)

53. Информационный портал «Сделано у нас». Альтернативная энергетика в Ставропольском крае. URL: https://sdelanounas.ru/blogs/33215/ (дата обращения: 15.03.2017)

54. Постановление Правительства Астраханской области N54-n от 24.02.2010 г. «Об утверждении стратегии социально-экономического развития Астраханской области до 2020 года». URL: http://docs.cntd.ru/document/424066211 (дата обращения: 15.03.2017)

55. Официальный сайт Научно-производственного предприятия «Донские технологии». URL: http://don-tech.ru/tekushhie-nir-i-okr/solnechnaya-energetika.html (дата обращения: 15.03.2017)

56. Официальный сайт Российского энергетического агентства Министерства энергетики Российской Федерации. URL: http://rosenergo.gov.ru/ (дата обращения: 15.03.2017)

57. Официальный сайт Правительства республики Крым. URL: http://rk.gov.ru/ (дата обращения: 15.03.2017)

58. Официальный сайт Министерства топлива и энергетики Республики Крым. URL: http://mtop.rk.gov.ru/ (дата обращения: 15.03.2017)

59. Санин А.Ю. Энергетический комплекс в Крыму в переходный период // Материалы IV международной конференции «Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы» и VIII школы молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» имени Э.Э. Шпильрайна, Махачкала, 21-24 сентября, 2015. Т. 1. С. 198-201.

60. Портал исполнительных органов государственной власти Астраханской области. URL: https://www.astrobl.ru/ (дата обращения: 15.03.2017)

61. Информационный портал «BANKSOLAR». URL: http://banksolar.ru/?p=1845 (дата обращения: 15.03.2017)