Новые технологии

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) все сильнее вытесняют традиционные. Еще 10 лет назад они не были серьезным конкурентом таким источникам энергии как уголь, нефть, газ. Само оборудование для альтернативной энергетики было в разы дороже, а КПД солнечных батарей и ветрогенераторов - маленький. Но технологии ВИЭ непрерывно развиваются и уже ушли далеко вперед. Во всем мире ежегодно вводится не менее 50 ГВт ветроэлектростанций (ВЭС) и 70 ГВт солнечных (СЭС), в то время как в России общая мощность установок возобновляемой энергетики меньше 1 ГВт, а само конкурентоспособное оборудование отечественного производства только начинает появляться. В итоге мы уже сильно отстаем от западных стран. Что мы должны предпринять, чтобы не остаться далеко позади? И появятся ли у нас собственная отрасль возобновляемой энергетики?

ПАРИТЕТ МЕЖДУ ИСЧЕРПАЕМОЙ И ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИЕЙ

Возобновляемая энергетика - это довольно широкое понятие. В России из всего разнообразия ВИЭ планируют активно использовать четыре направления: энергию ветра, солнца, малых рек и биомассу твердых бытовых отходов. Для этой цели до 2024 года в стране должны быть построены 5,8 гигаватт электростанций, использующих энергию ВИЭ. Из которых самая большая доля 3,4 ГВт приходится на ветроэлектростанции, 1,7 ГВт - солнечные, 0,4 ГВт - малые ГЭС и 0,3 ГВт – мусоросжигательные заводы.

- Во многих регионах России существует оценка потенциала возобновляемых источников энергии. Из-за обширной территории нашей страны и разнообразия климата мы имеем самый большой технический ветропотенциал в мире - порядка 12%, - рассказал в эфире радио «КП» Алишер Каланов, руководитель блока перспективных проектов в ТЭК УК «РОСНАНО». - Главное требование для ветроэнергетики - чтобы воздушный поток был достаточным и постоянным. А наиболее часто ветер формируется там, где для этого есть географические и климатические условия: широкие устья рек, длинная береговая линия.

Всего этого в России с избытком. Общий потенциал ресурсов ВИЭ превышает в пять раз потребление первичных энергоресурсов в России, но конечная глубина их освоения в нашей стране катастрофически мала. При этом технический потенциал не имеет значения без экономического смысла. Да, с технической точки зрения удобнее всего ставить ветропарки на наших северных морях. Но эти места сегодня труднодоступны, климатические условия там жесткие и нет крупных потребителей. Тянуть линии электропередач за сотни километров экономически не выгодно. Тем не менее такие проекты в мире уже начинают появляться, и есть подобные идеи и в нашей стране. Причина - удешевление производства электроэнергии за счет ВИЭ.

- Есть общепринятое понятие - паритет нормированной стоимости электроэнергии, когда стоимость киловатт-часа выработанного на возобновляемых источниках энергии, сравнивается со стоимостью киловатт-часа тепловой генерации. И есть уже ряд стран, кто достиг этот паритет и уже начал экономить за счет возобновляемых источников. В основном это развитые государства, где высока зависимость от импорта нефти и газа. Но пока многие страны не прошли этот паритет, и в России, по мнению экспертов, это произойдет только после 2025 года, - говорит Алишер Каланов.

Другими словами, в последние годы отрасль из экспериментов и небольших проектов отдельных компаний превратилась в полноценный многомиллиардный рынок. Возобновляемые источники энергии стали прямым конкурентом традиционным видам генерации, и мы только на первом шаге этого пути.

ЗАКОНОДАТЕЛЬНУЮ БАЗУ СОЗДАЛИ

В России было несколько попыток создать полноценную ветроиндустрию. Мы были одними из первых в мире, кто начал развивать данную отрасль. Крупнейшая в мире ветроэнергетическая установка мощностью 100 кВт впервые заработала в 1931 году в СССР. Ее разработали ученые Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ). До 1950-х годов шли активные разработки. Но в 1960-е энергетика страны сменила вектор развития на строительство крупных ГЭС, ТЭЦ и АЭС. Это привело к торможению в развитии возобновляемой энергетики.

Вторая попытка была предпринята только в начале 90-х годов, гораздо позже чем в других странах. Были возобновлены разговоры о практическом использовании ветроустановок и об организации их производства. Сразу же к работе привлекли конструкторские бюро СССР, на которых было организовано производство ветроустановок средней мощности, а проектные институты приступили к созданию первых крупных системных ветроэлектростанций. Однако из-за тяжелой экономической ситуации в 90е годы все работы по проектированию и строительству объектов ветроэнергетики остановились. Что только усугубило наше отставание.

С введением государственных мер поддержки отрасли возобновляемой энергетики в 2013 году, был дан старт третьей попытке запуска российской ветроиндустрии, которая уже принесла первые результаты.

- Четыре года назад появился пакет документов, которые стимулируют развитие возобновляемой энергетики в нашей стране и позволяют принимать экономические оправданные решения по строительству объектов ВИЭ. Мы пошли по пути других стран, которые начинали успешно развивать отрасль ВИЭ с создания мер господдержки. Сейчас же мы должны сформировать правильную идеологию и платформу для устойчивого и динамичного развития этой отрасли: управленческую и законодательную, - говорит Алишер Каланов.

Например, в ЕС широко применяются и зеленые тарифы, и премиальные надбавки к цене на зеленую электроэнергию, зеленые сертификаты, налоговые исключения или послабления, предоставление кредитов по льготным процентным ставкам. В Китае и США помимо зеленых тарифов и льготного кредитования компаниям оказывается научно-техническая поддержка, выдаются гранты на исследовательские разработки в области ВИЭ, предоставляются субсидии на обучающие курсы и демонстрационные проекты. Все эти элементы господдержки уже позволили построить в мире более миллиона ветроэнергетических установок. А в ближайшее время эта отрасль сможет работать самостоятельно - в свободной рыночной экономике.

Наша страна пока только в начале этого пути. 28 мая 2013 года было принято постановление правительства № 449 «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности». Оно заложило фундамент для начала широкомасштабного развития ВИЭ в России.

А ОНО НАМ НАДО?

Многие российские эксперты считают, что альтернативная энергетика нам не нужна. В стране достаточно нефти, газа и угля, а их использование всегда будет дешевле любых возобновляемых источников. Но последние годы показывают, что это не так. Во-первых, ископаемые ресурсы исчерпаемы, а стоимость их добычи постоянно растет. Во-вторых, мы не должны отставать от мирового тренда в развитии альтернативной энергетики. Иначе через 10 - 15 лет мы станем банальными пользователями внешних технологий возобновляемой энергетики, поэтому необходимо развивать производство российского оборудования ВИЭ. Эту работу взяли на себя несколько крупных компаний. В частности, РОСНАНО и Росатом.

- Развитие ВИЭ невозможно без инноваций и высоких технологий. На оборудование ВИЭ в процессе эксплуатации влияют тяжелые климатические условия, коррозия, нагрузки и колебания, что стимулирует большой спрос на новые материалы и технические решения, - перечисляет Алишер Каланов. - К примеру, лопасть у ветроустановки должна быть легкой, долговечной, прочной и дешевой. Необходимы решения, которые позволят улучшить характеристики оборудования ВИЭ, продлить срок службы и уменьшить его стоимость. Это новые прочные материалы с высокой долей наносоставляющей, добавки и функциональные покрытия. И уже есть разработки по данным направлениям.

В России использовать ветроустановки можно во многих регионах. Целесообразно их применение как в европейской части России, так и на изолированных территориях севера и Дальнего Востока, в которых проживает почти 10 млн. человек. Многие дизель-генераторы там работают на дорогостоящем привозном топливе. И ВИЭ позволяет сократить издержки на производство электроэнергии. Это уже было подтверждено реальными проектами по установке солнечных модулей в составе комбинированных решений в некоторых удаленных поселках в Якутии и Забайкальском крае.

В «РОСНАНО» уже есть разработки комбинированных решений: когда одновременно используется энергия солнца и опционально ветра, а также есть накопитель энергии и дизель-генератор. Окупаемость таких проектов - 5 - 7 лет, а экономия топлива и снижение тарифа на электроэнергию - в разы.

И наконец, в России может появиться и микрогенерация на основе ВИЭ. В этом случае можно будет использовать небольшие ветрогенераторы и солнечные панели в домашних условиях. Например, поставить собственную генерацию на приусадебном участке и не зависеть от центрального энергоснабжения. Более того, в мире уже есть примеры, когда такие мелкие потребители не только производят электричество для своих нужд, но и продают излишки в общую сеть. В настоящий момент в России рассматривается и такой механизм поддержки микрогенерации, ведется разработка программных документов.

СЛИШКОМ ЖЕСТКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБЪЕКТАМ

Фундаментальная законодательная база для развития ВИЭ в России уже появилась. Но вот другие нормативные акты регулирующие вопросы строительства и эксплуатации объектов ВИЭ пока не готовы. За рубежом строительство объектов возобновляемой энергетики идет по упрощенным техническим нормам. В России - наоборот. Ветроэлектростанции приравниваются к традиционным видам генерации, что требует государственной экспертизы проектов и более серьезных мер к обеспечению безопасности объектов. В итоге и сроки, и стоимость работ примерно в два раза выше чем у аналогичных проектов за рубежом.

Во-первых, высота ветроустановок более 100 метров (башня – не менее 80-90 метров, а также лопасти длиной 50-60м), поэтому к ним применяются такие же требования, как и к высотным зданиям и сооружениям (например, небоскребам Москва-Сити). А это дополнительные согласования и траты на фундамент.

Во-вторых, согласно текущему законодательству ветроэлектростанция - это промышленное предприятие. Что требует строительства на один ветропарк до нескольких десятков километров дорог с асфальтированным покрытием, хотя в процессе эксплуатации по ним будет ездить лишь пара машин служб эксплуатации. В Европе для этих целей прокладываются грунтовые дороги.

В-третьих, как объект ТЭК, ветропарку необходимо обеспечить безопасность: поставить периметр защиты, огородить территорию и даже поставить бомбоубежища. Но расстояние между соседними ветрогенераторами порядка 500 - 800 м и один ветропарк может располагаться на территории в сотни и тысячи гектаров, в том числе и на землях пригодных для сельского хозяйства. Таким образом, охраняемый периметр объекта может достигать несколько десятков квадратных километров, а земли приходится переводить в категорию земель промышленности. Это необоснованные траты.

Слишком высоки затраты и слишком велики риски, что наши законы могут поменяться. Естественно, в таких условиях реализация проектов ВИЭ несет значительные риски, что отпугивает инвесторов, в том числе и иностранных.

В компании «РОСНАНО» считают, что само развитие ВИЭ необходимо нашей стране. Отрасль возобновляемой энергетики обладает широким мультипликативным эффектом, которая может помочь ускорить экономический рост в стране.

- В России появятся новые отрасли, связанные с производством оборудования и элементов возобновляемой энергетики. Развитие ВИЭ сформирует спрос на продукцию отечественных производителей (стекловолокно, композиты, сталь) и услуги по строительству генерирующих объектов, окажет влияние на увеличение налоговых поступлений в бюджет, сформирует новые высокотехнологичные рабочие места, снизит выбросы загрязняющих веществ. Обладая всем необходимым для интенсивного развития возобновляемой энергетики мы не должны стоять в стороне от происходящего во всем мире процесса трансформации мировой энергетики в сторону увеличения использования возобновляемых источников энергии. Совершенствуя законодательство и разрабатывая российские технологии возобновляемой энергетики мы способны стать одним из основных игроков на мировом рынке ВИЭ, - подчеркивает Алишер Каланов.

КСТАТИ

По данным компании "Блумберг", в ближайшие 10 лет инвестиции в создание мощностей на основе возобновляемых источников энергии составят до двух триллионов долларов. Они уже являются важным элементом энергосистем многих стран мира. Мы пока находимся на первоначальных стадиях развития. Во многих странах, в том числе богатых углеводородами, доля ВИЭ к 2035 году составит 20-40%, в России около 4,5%. Так Саудовская Аравия уже объявила о масштабных планах по развитию ВИЭ и постепенному переходу к полной независимости от нефтяной промышленности в 2030 году. Инвестиции в программу могут достичь $30-50 млрд. к 2023 году, при этом доля вырабатываемой электроэнергии за счет ВИЭ должна составить 30%.

А ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО…

Ветряные мельницы использовались для размола зерна в Персии уже в 200-м году до н. э. Мельницы такого типа были распространены в исламском мире и в XIII веке принесены в Европу крестоносцами. В XVI веке в городах Европы начинают строить водонасосные станции с использованием гидродвигателя и ветряной мельницы. Производить электричество с помощью этого изобретения догадались в конце XIX века в Дании. Там научились строить башни высотой 24 метра. Но с развитием электросетей в 20 веке интерес к ветру поугас. Возрождение началось только в 70 годах. Тогда многие страны стали искать альтернативу из-за слишком высоких цен на нефть. И многие успешно. К примеру, в той же Дании с помощью ветрогенераторов уже производится более 40% всего электричества.

СПРАВКА «КП»

Ветроэнергетика преобразовывает кинетическую энергию воздушных масс в электрическую, механическую и тепловую энергию. Этот вид энергии относят к возобновляемым, так как она является следствием активности Солнца. Отрасль бурно развивается. Общая установленная мощность всех ветрогенераторов уже достигла более 500 гигаватт. Это больше, чем мощность всех атомных АЭС в мире. Самая распространенная турбина мощностью 3 МВт имеют общую высоту 115 метров, высоту башни 70 метров и диаметр лопастей 90 метров.

Крупные ветроэлектростанции включаются в общую сеть, более мелкие используются для снабжения электричеством удалённых районов. В отличие от ископаемого топлива, энергия ветра практически неисчерпаема, повсеместно доступна и более экологична.