Альтернативная энергетика в России и мире

 Гигантские темпы потребления невозобновляемых энергоресурсов по относительно низким ценам, которые не отражают реальные совокупные затраты общества, по существу, означают жизнь в займы, кредиты у будущих поколений, которым не будет доступна энергия по таким низким ценам.

Существует широко распространенное мнение, что солнечная энергия является экзотической и ее практическое использование – дело отдаленного будущего (после 2020 г.). Однако это не так: солнечная энергия является серьезной альтернативой традиционной энергетике уже в настоящее время.

 Россия богата традиционными углеводородами и по объемам добычи нефти и газа занимает первое место в мире. В этой связи к проблеме возобновляемой энергетики мы обращались крайне редко. До последнего времени внимания со стороны государства этой проблеме уделялось незначительно. Однако сегодня ситуация начала меняться.

В конце 2007 года были приняты изменения и дополнения к федеральному закону "Об электроэнергетике". Они коснулись и государственной поддержки возобновляемой энергетики. В настоящее время Минэнерго России завершает разработку соответствующих нормативных правовых актов. После того как они вступят в действие, в России появятся все необходимые условия для освоения потенциала возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Кроме того, министерство работает над формированием федеральной целевой программы "Повышение эффективности энергопотребления в РФ". Концепция программы уже готова и находится на стадии согласования. В ней предусматривается несколько разделов, в том числе и по софинансированию НИОКР и проектов в области возобновляемой энергетики.

4 июня 2008 года вышел Указ президента РФ "О некоторых мерах по повышению энергетической, экологической эффективности российской экономики", согласно которому правительство должно предусматривать в бюджетах ближайших годов средства на софинансирование проектов по возобновляемой энергетике и экологически чистым технологиям. То есть существует реальная возможность получения финансирования со стороны государства под конкретные проекты по возобновляемой энергетике. Причем не просто под проекты, а под пилотные и типовые проекты, которые можно будет тиражировать. При существующих экономических условиях в России уже сейчас есть регионы, для которых альтернативные виды топлива эффективнее традиционных. Например, для ряда районов Архангельской области использование только ветровой энергии способно обеспечить экономию до 30-40% привозного топлива.

Прогнозируется, что при положительном развитии ситуации уже к 2015 году доля альтернативной энергетики в России увеличится до 4,5% против сегодняшнего 1%.

Одно из перспективных направлений – производство биотоплива для выработки на его основе энергии. В качестве сырья для такого производства можно использовать древесные отходы, доля использования которых в настоящее время не превышает 5%.

Кроме того, целесообразно развивать малую гидроэнергетику. В СССР функционировали тысячи малых гидроэлектростанций – в основном мощностью до 10 МВт. Сейчас большинство этих станций не работает, но, если их реконструировать, можно будет существенно сократить складывающийся дефицит электроэнергии в субъектах РФ.

Важной отраслью альтернативной энергетики является энергия ветра. Это относится в первую очередь к прибрежным районам России. Согласно ветровому кадастру, среднегодовая ветровая нагрузка в этих районах составляет не менее 10–12 м/с. Такой силы ветра достаточно для работы ветровых установок в номинальных режимах.

В России также есть предпосылки для развития приливной энергетики. Российскими учеными разработан совершенно новый тип наплавного блока будущих приливных электростанций на основе ортогональных турбин. На Кислогубской приливной опытно-промышленной электростанции под Мурманском уже построен блок мощностью 1,5 МВт, а начинали мы с 15 кВт. Со следующего года мы планируем начать проектирование приливной станции мощностью 12–20 МВт. Эта ПЭС будет состоять из блоков мощностью 5 МВт. В генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2020 года запланировано сооружение двух таких станций мощностью в несколько тысяч мегаватт. Одна из них – Тугурская на Дальнем Востоке, вторая – Мезенская в Архангельской области. Кстати, по данному направлению возобновляемых источников энергии мы находимся в числе мировых лидеров.

Использование альтернативной энергии приведет к значительным косвенным расходам

Производство электроэнергии за счет возобновляемых источников энергии ведет к возникновению миллиардных косвенных расходов, оплачивать которые приходится всем потребителям электроэнергии. В 2006 году их объем составил 445 млн евро, а в 2020 году они составят уже минимум 3,3 млрд евро.

Такой вывод делают авторы проведенного Техническим университетом Берлина исследования, которое имеется в распоряжении Handelsblatt. К этим расходам следует добавить еще и миллиардные суммы, которые тратятся согласно принятому в ФРГ закону о возобновляемых энергиях (EEG). Он гарантирует производителям экологически чистой электроэнергии ее оплату в размерах, значительно превышающих рыночные цены на электроэнергию, произведенную традиционным способом. Лишь на таких условиях эксплуатация ветряков и солнечных батарей может быть экономически рентабельной.

Результатом действия EEG стало то, что уже в течение многих лет доля потребления экологически чистой электроэнергии в общем объеме потребляемой в ФРГ электроэнергии быстро возрастает, составляя сейчас примерно 14%. Разница же между предписанной законом EEG платой за экоэнергию и ее стоимостью на рынке перекладывается на плечи всех потребителей электроэнергии. По данным Федерального союза энергетики и водного хозяйства, сумма эта равнялась в минувшем году 4,15 млрд евро, а в году нынешнем возрастет уже до 4,95 млрд евро.

Но это лишь часть дополнительных расходов, возникающих по вине возобновляемых энергий. В частности, расширение этого сегмента энергетики ведет и к необходимости перестройки инфраструктуры снабжения электроэнергией. Так, постоянное увеличение количества ветряков на севере и северо-востоке ФРГ ведет к постоянному увеличению ножниц между объемами производства и потребления электроэнергии в данном регионе, а это, в свою очередь, к необходимости строить новые ЛЭП через всю Германию. Завкафедрой энергетических систем в Техническом университете Берлина Георг Эрдманн подсчитал, что стоимость прокладки новых сетей составит 1,2 млрд евро. Расходы эти операторы сетей также переложат на плечи своих клиентов.

Сюда же нужно добавить расходы на подключение к сетям оффшорных ветряков, большое количество которых появится в ближайшие годы на расстоянии до 50 км от побережья Балтийского и Северного морей. По мнению Георга Эрдманна, стоимость решения этой достаточно сложной в техническом отношении задачи составит порядка 6 млрд евро. Кроме того, расходами чревата и необходимость наличия обычных электростанций, которые, работая в режиме standby, должны подстраховывать ветряки ввиду того, что сила ветра – фактор непостоянный и прогнозировать ее трудно. Всё это тоже стоит денег и должно быть впоследствии оплачено потребителем – дополнительно к той надбавке, которая выплачивается согласно закону EEG.

Проведенное в Техническом университете Берлина исследование является первой попыткой обозначить хотя бы порядок всех непрямых расходов. «Сумму 3,3 млрд евро для 2020 года следует рассматривать как минимальную. При неблагоприятных условиях она может оказаться и вдвое большей», – считает Георг Эрдманн. При этом эксперт учитывал и то, что использование ветровой энергии может приводить к снижению стоимости электроэнергии на энергетических биржах – в особо ветреные дни, когда возникает избыток вырабатываемой ветряками электроэнергии.

Источник: HandelsBlatt

Мировой рынок фотоэлементов в 2007 году

Мировой рынок фотоэлементов в 2007 году вырос на 62%, а количество инсталляций составило 2826 мегаватт.

Рынок фотоэлементов Германии достиг 1328 мегаватт в 2007 году, что составляет 47% всего рынка солнечной энергетики.

Рынок Испании вырос на 480% и составил 640 мегаватт.

Рынок США показал незначительный прирост в 57% и достиг 220 мегаватт, заняв 4-е место после Японии с 230 мегаваттами суммарной мощности установленных фотоэлементов.

Выпуск солнечных батарей в мире достиг 3436 мегаватт в 2007 году, тогда как годом ранее данный показатель находился на уровне 2204 мегаватта. Япония продолжает терять позиции в мировом производстве солнечных батарей, заняв в 2007 году только 26% рынка. Китайские производители увеличили свою долю в мировом выпуске с 20% в 2006 году до 35% в 2007 году.

В 2007 году открыто 21 новое производство поликремния, и вместе с тем потребление поликремния для солнечной энергетики и полупроводниковой отрасли выросло на 30%, что снова вызывает дефицит.

Производство тонких PV-пленок выросло более чем в 2 раза, с 181 мегаватта в 2006 году до 400 мегаватт в 2007 году, заняв 12% рынка.

Отрасль солнечной энергетики выросла на 10 млрд долл. в 2007 году и составила 17,2 млрд долл. Было проведено 84 крупные сделки на 7,5 млрд. долл., из них 5,3 млрд долл. собственных инвестиций и 2,2 млрд – заемных.

Причины отставания России в отрасли альтернативной энергетики

Россия сильно отстала от развитых западных стран в использовании нетрадиционных источников энергии.

Причины тому вполне очевидны: традиционное топливо – уголь и газ, хоть и дорожают, но всё же стоят дешево по сравнению с вложениями в "новую энергетику". Проекты требуют глобальных инвестиций, которые будут окупаться как минимум 15 лет.

Кроме того, с каждым годом дорожает само строительство. Но самый дорогой пункт возведения той же мини-гидроэлектростанции – технологическое присоединение ВИЭ к сетям, которое может съедать до 40% средств проекта. Инвесторы утверждают, что осваивать потенциал возобновляемых ресурсов России можно только на условиях частно-государственного партнерства.

Другой причиной медленного развития возобновляемой энергетики является консерватизм отечественного мышления. Поэтому, несмотря на прогнозируемый к 2015 году рост цен, например на газ более чем на 250%, структура топливного баланса, по оценкам экспертов, не изменится.

При этом для развития альтернативной энергетики в России есть серьезные причины: на огромной территории нашей страны до сих пор остаются места с перебоями снабжения теплом и электричеством. Например, в Сибири до сих пор есть поселки, где электричество есть лишь несколько часов в сутки – когда работает дизельный "движок".

***

В заключение остановимся на некоторых общих предположениях относительно путей развития мировой цивилизации. Экономические законы и опыт развития подсказывают, что рациональная структура использования природных ресурсов в долгосрочной перспективе стремится к структуре их запасов, имеющихся на Земле.

Поскольку кремний занимает в земной коре по массе второе место после кислорода, можно предположить, что от первобытных людей с примитивными кремниевыми орудиями труда человечество через тысячи лет переходит к периоду, в котором в качестве конструкционных материалов будут использованы керамика, стекло, силикатные и композиционные материалы на основе кремния, а в качестве глобального источника энергии – кремниевые солнечные электростанции. Проблемы суточного и сезонного аккумулирования, возможно, будут решены с помощью солнечно-водородной энергетики, а также широтного расположения солнечных электростанций и новых энергосберегающих систем передачи между ними.

Учитывая, что 1 кг кремния в солнечном элементе вырабатывает за 30 лет 300 МВт-ч электроэнергии, легко подсчитать нефтяной эквивалент кремния. Прямой пересчет электроэнергии 300 МВт-ч с учетом теплоты сгорания нефти 43,7 МДж/кг дает 25 т нефти на 1 кг кремния. Если принять, что КПД ТЭС, работающей на мазуте, равен 33%, то 1 кг кремния по вырабатываемой электроэнергии эквивалентен примерно 75 тоннам нефти.

В связи с высокой надежностью срок службы солнечной электростанции по основной компоненте – кремнию и солнечным элементам может быть увеличен до 50–100 лет. Для этого потребуется исключить из технологии герметизации полимерные материалы. Единственным ограничением может явиться необходимость их замены на более эффективные. В случае замены солнечных элементов кремний может быть использован повторно, и количество циклов его использования не имеет ограничений во времени.

Алексей Емельянов