Ученые разных стран сегодня доказывают, что за возобновляемыми источниками энергии будущее. Согласно исследованиям Международного энергетического агентства, энергопотребление на Земле удваивается каждые 10 лет. В этой связи, согласно расчетам экспертов, при таком росте использования ископаемых углеводородов угля человечеству хватит еще на 250 лет, природного газа — на 65 лет, а нефти — на 40 лет.
Быстрее всего на Земле исчерпаются нефтяные запасы. В мире ежегодно потребляется столько нефти, сколько её образуется в природных условиях за два миллиона лет. В этом плане с точки зрения углеводородных запасов Россия находится в наиболее выигрышном положении по сравнению с другими государствами, добывающими и перерабатывающими углеводороды, потому что в нашей стране сосредоточено 40% мировых разведанных запасов газа. Сегодня основой энергетики России являются нефть и газ. Именно поэтому, имея такую модель развития, в нашей стране не спешат с реализацией проектов по возобновляемым источникам энергии.
Мировой рынок ветроэнергетики на подъеме
В связи с прогнозируемым дефицитом традиционных топливных ресурсов в обозримом будущем ветроэнергетика может прийти на замену углеводородному сырью. Это направление активно развивается в мире, и уже сегодня в ряде стран оно стало одной из важнейших отраслей. Ветроэнергетике присущи все преимущества, характерные для альтернативной энергетики в целом — экологическая чистота, возобновляемость, низкие эксплуатационные затраты.
За последние 10 лет мощность ветровой генерации в мире выросла в 10 раз. Оборот в этой области оценивается в $10 миллиардов. Согласно данным Всемирного ветроэнергетического совета (GWEC), за последние пять лет общая мировая установленная мощность ветрогенерации выросла на 63%. Однако к концу 2013 года развитие рынка сократилось на 80%, что характеризует 2013 год, как один из наиболее трудных для отрасли. Это произошло за счет резкого снижения ввода в действие запланированных ранее новых мощностей в США в связи с препятствиями, созданными Конгрессом в 2012 году.
По данным генерального секретаря GWEC, мировой рынок ветроэнергетики возобновил свой рост в 2014 году. На это повлияло сразу несколько факторов: бурный рост отрасли в Китае, восстановление рынка в США, а также возрастающая роль в этой сфере стран с развивающейся экономикой.
Бум в отрасли
Сегодня в США, Испании и Китае — настоящий ветроэнергетический бум. В Поднебесной ежегодно строится ветряков больше, чем Россия создала за всю свою историю. Германия в отрасли удерживает лидирующую позицию. Здесь насчитывается более 20 тыс. ветряных генераторов, их производство поставлено на конвейер, причём 70% немецких ветряков идут на экспорт. Более половины всех мировых ветроэнергетических мощностей в настоящее время сосредоточено в Европе.
Индия утвердила новую национальную «Стратегию развития ветроэнергетики». В Бразилии в 2013 году было заявлено 4,7 ГВт новых проектов. Реформирование электроэнергетического сектора Мексики направлено на запуск ветроэнергетического рынка. Наметив в 2013 году ввод только 90 МВт, ЮАР, Египет, Марокко, Эфиопия, Кения и Танзания с 2014 года демонстрируют широкомасштабный рост рынка ветроэнергетики на своем континенте.
Ветроэнергетические рынки стран, не являющихся членами Организации экономического сотрудничества и развития, показывают позитивные тенденции в этом направлении. Устойчивый рост возникновения новых рынков ветроэнергетики наблюдается в странах Африки, Азии и Латинской Америки.
С развитием новых технологий мощность ветровых агрегатов за последние 20 лет выросла от сотен киловатт до 4 МВт для ветроагрегатов наземного базирования и 7 МВт для морского. Средняя установленная мощность ветроэлектростанций, эксплуатируемых в мире, составляет 100–150 МВт.
С государственной заботой
Доля ветровой энергетики в системе энергоснабжения в значительной степени увеличивается в тех странах, где на государственном уровне реализуются масштабные мероприятия в области энергосбережения. Например, в Канаде в свое время установили цель к 2015 году производить 10% электроэнергии с использованием ветроэнерветроэнергетических установок и достигли этого результата к намеченному сроку.
Страны Европейского Союза в начале нынешнего века планировали к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов и в итоге реализовали эту задачу. К 2020 году они планируют ввести в строй 180 тыс. МВт и, согласно мнению экспертов, цель, с наибольшей долей вероятности, будет реализована.
В Китае, в соответствии с национальным планом, в 2010 году ветроэнергетические мощности были увеличены до 5 тыс. МВт, а к 2020 году планируется, что цифра возрастет в шесть раз до 30 тыс. МВт.
Отечественная индустрия ветра
Россия обладает самым большим в мире потенциалом в области ветроэнергетики. Ресурсы нашей страны, согласно подсчетам экспертов, составляют 10,7 ГВт в год. Однако ориентация на углеводороды и гидроэнергетику еще со времен советской эпохи в сильной мере тормозит развитие ветроэнергетики. Отсутствие внимания к экологическим проблемам в прошлом также не способствовало развитию альтернативной энергетики.
Первые отечественные ветроустановки, которые были произведены научно-производственным объединением «Ветроэн», расположенном в городе Истра, не отвечали в те годы требованиям ветроэнергетической индустрии. Толчком для создания современного российского оборудования в отрасли послужила принятая в 1995 году федеральная научно- техническая программа «Экологически чистая энергетика». Для участия были отобраны лучшие проекты ветроэнергетических установок различных классов. Разработаны проекты ветроагрегатов мощностью 30, 100, 250 и 1250 кВт/ч.
Начавшаяся перестройка, развал экономики и прекращение финансирования отраслевой программы — все это не позволило реализовать задуманное. Почти все разработки остались на уровне образцов. Тем не менее ветроагрегат мегаваттного класса в конце девяностых годов прошлого века был спроектирован и построен в государственном машиностроительном конструкторском бюро «Радуга». Это предприятие специализируется на разработке и производстве крылатых ракет различного назначения.
Для решения поставленной задачи представители «Радуги» сумели организовать кооперацию предприятий авиационной промышленности. Разработка, изготовление и строительство финансировалось властями Калмыкии. В итоге был создан ветроагрегат, соответствующий всем необходимым требованиям. Он был установлен недалеко от города Элисты, где и по сей день успешно работает, вырабатывая 2300–2900 тыс. кВт электроэнергии в год.
Российской Ассоциацией развития ветроэнергетики Energobalance Sovena совместно с Германской фирмой Husumer SchiffsWert в 1996 году были изготовлены еще 10 ветряков мощностью 30 кВт каждый. Из них в Ростовской области был построен ветропарк мощностью 300 кВт и в том же году запущен в эксплуатацию. Ветропарк — это комплекс ветроэнергетических установок, расположенных рядами перпендикулярно направлению ветра.
В настоящее время применяются две основные конструкции ветроэнергетических установок (ВЭУ): горизонтально осевые и вертикально осевые. Оба типа ветродвигателей имеют равный коэффициент полезного действия, однако наибольшее распространение получили ветроагрегаты первого типа.
Ветер российский, агрегаты импортные
На долю ветровой энергетики в России приходится 0,5% в общем ее энергобалансе. На сегодняшний день страна занимает 64 место по объему общей электрической мощности ветропарков в мире. Россия получает 16,8 МВт в год мощности от ветропарков, расположенных на её территории.
Крупнейшая ветроэлектростанция (ВЭС), введенная в строй в 2002 году, находится в районе поселка Куликово Зеленоградского района Калининградской области. Этот объект состоит из 21 агрегата производства Vestas, которые были переданы Правительством Дании в дар России. Суммарная мощность ветроэлектростанции составляет 5,1 МВт.
Наряду с Калининградской ВЭС в России с разной степенью эффективности эксплуатируются и ряд других. Воркутинская ВЭС (мощность 1,5 МВт), на которой используются агрегаты, произведенные силами научно- производственного объединения «Южное». Камчатская ВЭС установлена на острове Беринга у поселка Никольское, там используются датские агрегаты Micon (мощность 500 кВт).
Тюпкельды ВЭС (мощность 2,2 МВт) расположена в башкирском городе Октябрьский. На этом объекте установлены агрегаты HAG из Германии. На Ростовской ВЭС (мощность 300 кВт) тоже используются агрегаты из Германии, но уже от компании HSW. На Мурманской ВЭС (мощность 200 кВт) работают агрегаты Micon из Дании. И только на Чукотской ВЭС действуют 10 ВЭУ (мощность 250 кВт), которые были произведены в отечественном научно-производственном объединении «Ветроэн».
Нереализованный потенциал
К благоприятным зонам развития ветроэнергетики относится Северо-Запад страны и, прежде всего, Мурманская и Ленинградская области. В этот список входят северные территории Урала, Курганская область, Калмыкия, Кранодарский край и Дальний Восток.
Энергетические ветровые зоны в России расположены в основном на побережье и островах Северного Ледовитого океана от Кольского полуострова до Камчатки, в районах Нижней и Средней Волги и Дона, на побережье Каспийского, Охотского, Баренцева, Балтийского, Черного и Азовского морей, в Карелии, на Алтае, в Туве, на Байкале.
На юге, северо-западе и востоке страны есть площадки, готовые для строительства ветропарков мощностью 2500 МВт в год. Есть площадки, которые ждут проектных работ по вводу мощностей более 3000 тыс. МВт в год.
Несмотря на низкую динамику развития ветроэнергетики в нашей стране, проектные предложения по созданию ветропарков большой мощности прорабатываются. В конце 2008 года «РусГидро» начала поиск перспективных площадок для строительства ветряных электростанций. В итоге эта компания и госкорпорация «Ростехнологии» стали разрабатывать совместный проект строительства в России парка ветрогенераторов мощностью 1 тыс. МВт. Ветропарк планируется построить на нижней Волге. Объем инвестиций, по предварительным оценкам, составит $2,5 миллиарда.
В целом технический потенциал ветровой энергии России, по разным оценкам, составляет от 6516,6 до 17 100,9 млрд кВт•час. Таким образом, по мнению экспертов, потенциал ветроэнергетики в России практически не реализован. Возобновляемые источники проигрывают соревнование с нефтью и газом. Это происходит, как полагают отраслевые эксперты, по целому ряду причин, главная из которых заключается в значительных объемах инвестиций, необходимых на строительство объектов для альтернативной энергетики.
Что выгоднее?
На 70% территории России единственными источниками энергии являются дизельные или бензиновые электростанции. Например, на Крайнем Севере, где проживает более 10 млн человек, ежегодный расход дизельного топлива составляет 8 млн тонн. Себестоимость вырабатываемой электроэнергии в среднем — 12 руб. за кВт•час.
Себестоимость 1 кВт•ч электричества, выработанного от ветрогенератора с учетом расходов на покупку, установку и эксплуатацию соответствующего оборудования, в России колеблется в диапазоне от 6 до 12 рублей. Получается, что себестоимость электричества, выработанного от ветрогенератора, сопоставима со стоимостью электроэнергии от дизельных электростанций, а в некоторых случаях оказывается дешевле. При замене дизельных электростанций ветряками значительная экономия финансовых средств может быть получена за счет того, что не нужно будет покупать дизельное топливо, к тому же не придется тратить деньги на его транспортировку и хранение. А средства на строительство ветрогенератора вкладываются только один раз, через несколько лет окупаются и затем настает момент, когда за вырабатываемое электричество уже и вовсе не нужно платить.
Согласно расчетам экспертов, при использовании на Крайнем Севере ветродизельных установок, расход топлива можно сократить в три раза, что, соответственно, снизит и стоимость электроэнергии. Ветровые установки выгодно использовать также в тех регионах, где люди сегодня проживают в удаленных деревнях и хуторах, где транспортировка сильно увеличивает цены на топливо. Некоторые удаленные регионы в Восточной Сибири тратят на работу дизельных и бензиновых электростанций больше половины своих бюджетов.
Не только плюсы
Как и во всем, что нас окружает, у ветроэнергетики есть две стороны медали. К плюсам относится бесплатный ветер, а к минусам — то, что он дует с неравномерной силой, и в этой связи, чтобы выровнять отдачу вырабатываемого тока, нужно применять аккумуляторные батареи для резервной подачи электричества, когда лопасти ветряка перестают вращаться. Это означает дополнительные издержки.
Считается, что ветроагрегаты нельзя размещать близко друг к другу, потому что они будут создавать взаимные помехи и «отбирать» ветер один у другого. Утроенная высота ветряка — это минимальное расстояние, которое должно быть между ними. Но этот фактор можно условно назвать минусом. Использование больших земельных участков считается спорным недостатком, потому что фундамент ветроустановки обычно полностью скрыт под землей, позволяя расширить сельскохозяйственное использование земли практически до самого основания башни.
Еще одним минусом ветроэнергетики является шум, поэтому минимальное допустимое расстояние от ветроустановки до жилых домов составляет 300 метров. Из-за работы ветряков, по мнению экологов, нарушается естественный образ жизни птиц и зверей. Помимо этого есть мнение, что большое скопление ветроагрегатов может исказить движение воздушных потоков.
Эти минусы не сопоставимы с теми последствиями, которые оказывает на природу процесс извлечения ископаемых углеводородов и их последующая переработка.
Сценарии развития ветроэнергетики
Согласно различным сценариям развития мировой ветроэнергетики при отсутствии государственной поддержки и рыночных стимулов доля ветроэнергетики в мировом производстве электроэнергии может достичь 5% к 2030 году и 6,6% к 2050 году. При господдержке энергосбережения ветроэнергетика может обеспечить 15,6% мирового производства электроэнергии к 2030 году и 17,7% к 2050 году. При масштабных энергосберегающих мероприятиях ветроэнергетика может рассчитывать на 29,1% мирового производства электроэнергии к 2030 году и 34,2% — к 2050 году.
В России, согласно мнению экспертов, возможны следующие сценарии развития ветроэнергетики:
- закупка и монтаж зарубежных ветроагрегатов;
- трансферт западных технологий и организация производства в России;
- кооперация с зарубежными фирмами и производство ветроагрегатов в России;
- организация производства собственных ветроагрегатов.
Для нашей страны, как отмечают участники рынка, предпочтительней последний сценарий, однако он сдерживается существующим налоговым законодательством, монополией производителей электроэнергии, отсутствием инвестиций и развалом производства.
Меры для развития
Развитие ветроэнергетики в России, по мнению участников рынка, требует совершенствования нормативно- правовой базы функционирования ветроэнергетической отрасли. Речь идет об определении и обосновании масштабов и сроков разработки технологии для ветрогенераторов, а также о масштабах долгосрочных планов внедрения эффективных ветряных электростанций. В России существуют колоссальные возможности для развития ветроэнергетики, но здесь, как считают специалисты, необходим высокий уровень господдержки.
Правительство РФ в 2013 году одобрило нормативные акты, стимулирующие использование возобновляемых источников энергии и локализующие на территории страны производство оборудования для такой генерации. Был одобрен проект дополнений, касающийся целевых показателей установленной мощности по годам и видам ВИЭ с целью заключения долгосрочных договоров о предоставлении мощности и определения предельных капитальных затрат для проведения конкурсного отбора инвестиционных проектов. Также был одобрен проект постановления, определяющий ценовые параметры торговли мощностью объектов генерации на основе ВИЭ, и проект изменений, касающийся установления требований по локализации для объектов такой генерации.
Все эти меры были предприняты для развития отрасли, привлечения новых инвестиций и увеличения мощности энергетического парка ВИЭ. До 2020 года предусматривается ввод 6,2 ГВт генерации на основе ВИЭ, что позволит увеличить долю такой генерации в текущем энергобалансе до 2,5%, из них доля ветровых электростанций составит предположительно 1%.
По признанию российских и западных экспертов, Россия обладает достаточным потенциалом ветра, чтобы выйти на лидирующие позиции на рынке. Однако говорить о создании ветровой генерации в таком масштабе пока не приходится, не только в обозримом будущем, но также и в отдаленном.
