Эра децентрализованного производства энергии начинается с намерения максимально снизить нагрузку с окружающей среды и при этом не испытывать ограничений в энергопотреблении.
Энергия в форме тепла или электричества больше не производится только крупными производителями, но все чаще – частными домохозяйствами. Этот факт, наряду с расширением использования солнечных и ветровых электростанций, а также производство возобновляемых источников энергии из биомассы, способствует экономии значительных объемов парниковых газов. Однако во многих строительных проектах ценные сельскохозяйственные и природные территории используются в ущерб местной флоре и фауне. Кроме того, подъездные пути к станциям занимают все больше пространства.
Возобновляемая энергия, безусловно, связана с затратами на ее производство. Для производства солнечных элементов или генераторов ветровых турбинах требуются редкие металлы, и это далеко не так экологично, как кажется на первый взгляд. Организация биогазового производства также требует внушительных капиталовложений, преимущественно в основные сооружения и оборудование.
Кроме того, на строительстве объектов возобновляемой энергетики затраты не заканчиваются и требуется регулярное техническое обслуживание, особенно это касается ветровых турбин. К примеру, при средней продолжительности эксплуатации солнечных элементов порядка 30 лет, система окупается в течение срока полезного использования объекта – обычно через несколько лет, при подаче производимой энергии в сеть. В свою очередь, ветровые турбины рассчитаны на срок службы до 20 лет, после чего они должны быть демонтированы или заменены. Техническое обслуживание биогазовых комплексов также требуется на регулярной основе, но, по сравнению с вышеописанными объектами альтернативной энергетики аналогичной мощности, затраты значительно ниже.
При всех нюансах, большим преимуществом производства возобновляемых и альтернативных источников энергии является их независимость от сети электропитания, а также возможность подачи электроэнергии собственного производства в коммерческую сеть.
Обеспечение базовой нагрузки остается задачей промышленных электростанций, работающих на традиционных ресурсах, но они трудно поддаются регулированию. Использование батарей, аккумуляторов и других устройств накопления возобновляемой и альтернативной энергии, позволяет покрывать пиковые нагрузки, причем следует отдельно отметить и быстрое реагирование таких систем на колебания энергообеспечения.
Ветровые и солнечные электростанции генерируют значительное количество энергии, но они в значительной степени зависят от погодных условий. Таким образом, постоянная подача электроэнергии не может быть обеспечена. Тем не менее, данная особенность решается наличием устройств накопления энергии, а электроэнергия, полученная на биогазовых станциях способна покрывать пиковые нагрузки сети в те периоды, когда электроэнергия солнечными и ветровыми станциями не вырабатывается и не накапливается.
Биогазовые станции решают сразу несколько задач, поскольку наряду с утилизацией и энергетическим преобразованием органических отходов и остатков, производят энергетические ресурсы (электрическую, тепловую энергию, биогаз-метан), биоудобрения, и легко интегрируются в системы энергообеспечения вместе с солнечными и ветровыми электростанциями.
Что касается накопителей электроэнергии для солнечных и ветровых станций, то, в зависимости от типа, эти хранилища могут быть очень мощными (до гВт), но требуют дополнительных затрат во время строительства и эксплуатации. Кроме того, существует процент потерь энергии при хранении и преобразовании энергии – до 55% при длительном хранении и до 45% при электрохимическом хранении.