По данным аналитического центра Climate Energy Finance, в период с 2020 года по 2023 год 30% роста потребления энергии Китая было обеспечено за счет возобновляемых источников (при целевом показателе в 50%).
Теперь ситуация изменилась, и КНР находится на пути к достижению 1200 ГВт установленной ветровой и солнечной мощности уже к концу 2024 года. Этого показателя в Поднебесной сумели достичь на шесть лет раньше поставленной к 2030 году цели, говорится в исследовании, опубликованном аналитическим центром Global Energy Monitor (GEM).
Китай строит две трети мировых ветряных и солнечных проектов
Количество ветряных и солнечных электростанций в Китае, находящихся на стадии возведения, в настоящее время почти вдвое больше, чем в остальном мире. В КНР ведется строительство 180 ГВт солнечной энергии и 159 ГВт энергии ветра. Таким образом, Китай рассчитывает на 339 ГВт ветровых и солнечных электростанций, что составляет 64% от общемирового объема, говорится в отчете GEM. Это более чем в восемь раз превышает проектный портфель занимающих второе место США с намеченным показателем в 40 ГВт.
В отчете GEM подчеркивается лидерство КНР в строительстве запланированной инфраструктуры возобновляемых источников энергии. Показатель в 339 ГВт ветряной и солнечной энергии составляет треть предлагаемых проектов, что намного превышает общемировой показатель строительства в 7%.
В последние годы в Китае наблюдается бум на возобновляемые источники энергии, чему способствует мощная государственная поддержка. Аналитики GEM утверждают, что КНР продолжит лидировать в области ветряных и солнечных установок в ближайшем будущем, намного опережая остальной мир. По их мнению, Китаю потребуется еще больше возобновляемых мощностей для достижения цели по снижению углеродоемкости экономики на 18%, что является важным фактором сокращения выбросов. Углеродоемкость означает, сколько граммов CO2 выделяется для производства киловатт-часа электроэнергии.
Ветроэнергетика заняла второе место по выработке электроэнергии в КНР
По информации китайской ассоциации ветроэнергетики (Chinese Wind Energy Association, CWEA), выработка ветровой энергии в КНР в первом квартале 2024 года достигла 266,5 млрд кВт∙ч. Это первое место в стране среди всех ВИЭ, и второе среди всех технологий генерации.
Ветроэнергетика в Китае по выработке впервые обошла гидроэнергетику. Доля ветра в генерации составила 10,81%. Гидроэнергетика произвела 9,39% общей выработки энергосистемы КНР за первый квартал 2024 года.
По установленной мощности ветроэнергетика также обошла гидроэнергетику в первом квартале и теперь занимает третье место по этому показателю после угольной и солнечной генерации. Для сравнения, по итогам 2023 года доля ГЭС в производстве электроэнергии в Китае составила 13,6%, а ветроэнергетики 9,37%.
Колоссальный ежегодный рост мощностей ветровой энергетики приведет к тому, что в ближайшие годы она опередит гидроэлектростанции по выработке. С января по май 2024 года, по данным CWEA, Китай ввёл в эксплуатацию около 100 ГВт мощностей солнечной и ветровой энергетики, а мощности ГЭС за указанный период выросли на 3,44 ГВт.
Согласно прогнозу CWEA, китайские специалисты в 2024 году добавят от 75–85 ГВт новых мощностей ветроэнергетики; в 2025 году — 85–95 ГВт; а в 2030 году ожидается прирост в объеме более 150 ГВт.
В Национальном управлении энергетики Китая (National Energy Administration, NEA) считают, что по итогам 2024 года суммарная выработка солнечных и ветровых электростанций должна превысить 17% общего производства электроэнергии в стране. Отраслевые эксперты уверены, что эта цель будет достигнута.
Действующие ветряные установки в Китае расположены в 30 провинциях. По данным GEM, на шесть ведущих провинций по производству ветряной энергии — Внутреннюю Монголию, Синьцзян, Хэбэй, Шаньси, Шаньдун и Ганьсу — приходится 43% от общего объема ветроэнергетических установок в стране. Кроме того, ветровая энергия быстро развивается на море. Здесь продолжает лидировать провинция Цзянсу. Однако ожидается, что быстрый рост мощностей морской ветроэнергетики в Гуандуне, Чжэцзяне, Фуцзяни и Хайнани изменит рейтинг провинций, потенциально заменив лидирующую Цзянсу в ближайшие пять лет.
Китай уже более десяти лет является крупнейшим в мире и самым быстрорастущим производителем возобновляемой энергии. С 2021 года Поднебесная резко ускорила темпы роста в сфере ветроэнергетики — за последние два года Китай ввел больше ветрогенераторных мощностей, чем за предыдущие семь лет.
Первое место в мире по патентам в ветроэнергетике
Токийская аналитическая компания Patent Result изучила сферу патентов в области ветроэнергетики и выяснила, что с 2023 года по ключевым технологиям лидирует Китай, обогнав прежнего лидера — Данию. Еженедельник Nikkei Asia отмечает, что поданные патенты оценивались по интересу к ним отрасли и международным заявкам. Китай давно заваливает заявками на регистрацию изобретений соответствующие органы, но их качество в целом выросло только в прошлом году.
Всего с 2015 года по апрель 2024 года во всём мире было получено 169 822 патента в области ветряных турбин и электростанций. По количеству поданных патентных заявок КНР стала лидером, обогнав Германию и Японию ещё в 2005 году. Всего за несколько лет количество китайских заявок превысило число поданных всеми странами заявок в 10 раз. По показателям патентной конкурентоспособности Китай впервые обогнал Данию в 2023 году и занял первое место в мире по этому показателю.
Обогнать ветроэнергетику Китая практически невозможно
Передовые разработки внедряются в Китае в производство настолько быстро, что обогнать его теперь практически невозможно, полагают эксперты GWEC. Долгие годы КНР закупала ключевые компоненты для ветряков в Европе. Сейчас уровень локализации в этой сфере достиг 90%.
Также Поднебесная увеличивает своё присутствие на мировом рынке турбин для ветряков. Ветряные турбины китайского производства настолько дёшевы, что тем же США и Европе приходится выставлять заградительные пошлины, чтобы окончательно не ликвидировать собственную промышленность. Эксперты также отмечают, что Китай выигрывает и тем, что при производстве ветряка используется до 20 тыс. компонентов. Это обширная производственная база смежников, которая фактически является индустриальным фундаментом страны.
Эксперты GWEC уверены в том, что Китай намерен оставаться ведущим производителем компонентов для мировой ветроэнергетики.
Конкуренция с углем
Страна, которая является второй по величине экономикой в мире, пообещала довести выбросы углекислого газа до пика к 2030 году и достичь чистого нуля к 2060 году.
Гигантский бум возобновляемых источников энергии в КНР имеет некоторые ограничения. Чтобы справиться с ростом спроса на электроэнергию, в национальной энергосистеме используются угольные электростанции, загрязняющие окружающую среду. Примерно 60% угля в Китае используется в электрогенерации, по данным Global Energy Monitor, предоставляющей информацию об энергетических инфраструктурах.
Еще в апреле 2021 года председатель КНР Си Цзиньпин заявил, что Китай будет строго контролировать проекты по производству электроэнергии на основе угля и постепенно сокращать его в период 15-й пятилетки (2026–2030 годы). С таким контролем установленная мощность ветра и солнечной энергии в Китае впервые превысит мощность угля. Это произойдёт в 2024 году, заявлено в годовом отчете Совета по электроэнергетике Китая China Electricity Council (CEC).
К концу 2024 года в Китае на долю ветра и солнечной энергии, подключенных к сетям, будет приходиться около 40% установленных мощностей по выработке электроэнергии по сравнению с ожидаемыми 37% от угольной генерации. При этом на конец 2023 года мощность ветра и солнечной энергии вместе составляла около 36%, а угля — чуть менее 40%.
Энергосистема КНР по-прежнему зависит от угля, который официальные лица считают необходимым для смягчения перебоев в использовании возобновляемых источников энергии. Угольная промышленность даёт возможность увеличения показателей местного ВВП, хотя сектора ветряной и солнечной энергетики сейчас являются крупнейшими драйверами экономического роста Китая, на долю которых в 2023 году придется 40% прироста ВВП, по данным CEC.
Самые мощные в мире ветрогенераторы
Китайская государственная компания Dongfang Electric Corporation, занимающаяся производством энергетического оборудования, в июне 2024 года установила в провинции Гуандун на побережье Южно-Китайского моря самый мощный в мире ветрогенератор мощностью 18 МВт. Он будет питать электричеством 36 тыс. домохозяйств.
Как сообщили в компании, его ротор — подвижная часть, которая передает механическую энергию вращающихся лопастей на электрогенератор — имеет диаметр 260 метров. Иными словами: будь ротор полой трубой, сквозь него мог бы без проблем проехать поезд метро. Рабочая площадь ветрогенератора, то есть площадь окружности, которую описывают лопасти, составляет 53 тыс. кв. м, что больше семи футбольных полей. Планируется, что ветрогенератор будет производить 72 ГВт чистой энергии в год.
Китайские СМИ сообщали, что Поднебесная активно наращивает ветрогенерацию: восточные и прибрежные районы страны потребляют много электричества, но основная часть энергетических ресурсов находится в западных и северных районах.
В июле 2023 года китайская компания Three Gorges Energy ввела в эксплуатацию самый большой в мире на тот момент морской ветрогенератор (16 МВт), ветряную турбину высотой с 50-этажный дом. Вес установки составляет 54 т, а длина каждой из трех лопастей — 123 метра. За оборот они очерчивают круг площадью 50 тыс. кв. метров.
Ветрогенератор возвели на территории морской ветряной электростанции Фуцзянь в Тайваньском проливе. В этом месте более 200 дней в году сила ветра превышает 51 км/ч. Предполагается, что установка сможет вырабатывать 66 ГВт·ч в год. Конструкция спроектирована таким образом, чтобы выдерживать скорость ветра до 287 км/ч — больше силы тайфуна «Тип», который прошел в Тихом океане в 1979 году и стал самым мощным тропическим циклоном.
Новый рекорд
В конце 2023 года китайская Ming Yang Smart Energy Group, специализирующаяся на производстве оборудования для возобновляемой энергетики, представила проект модели морской ветротурбины мощностью 22 МВт. Проект модели, которая получила название MySE 22MW, является крупнейшей из всех ветротурбин, известных на сегодняшний день в прибрежной ветроэнергетике.
Турбина, оснащенная ротором диаметром более 310 м, будет пригодна для использования в регионах, где скорость ветра достигает от 8,5 до 10 м в секунду. Компания-разработчик планирует наладить коммерческое производство MySE 22MW в 2024–2025 годах. При этом Ming Yang Smart Energy Group уже приступила к выпуску аналога MySE 22 МВт для наземных условий — ветротурбины MySE 11–233 диаметром от 233 до 243 м, которая будет оснащена башней высотой от 130 до 200 метров. Модель MySE 11–233 планируется для эксплуатации в пустыне Гоби на севере КНР и сможет ежедневно вырабатывать объем электроэнергии, достаточный для снабжения 1300 домохозяйств в течение месяца.
Большая длина лопастей, характерная MySE 22MW и MySE 11–233, является одним из факторов, определяющих удельную мощность ветрогенераторов. Однако в морских условиях использование установок с громоздкими лопастями может быть затруднено из-за неустойчивости классической «мельничной» конструкции ветрогенераторов на большой глубине.
Выходом из этого положения может стать применение ветротурбины с пирамидальным основанием, на котором могут быть установлены четыре смыкающиеся башни, удерживающие лопасти. Такая конструкция напоминает два треугольника, на вершине которых закреплено колесо обозрения. Соответствующее техническое решение применила французская Eolink, которая в прошлом году приступила к созданию демонстрационного образца своей плавучей ветроустановки. Коммерческое внедрение MySE 22MW и MySE 11–233 ещё больше подстегнет и без того стремительное развитие ветроэнергетики в Китае.
Компания Sany в начале 2024 года создала испытательный стенд для тестирования лопастей ветряных турбин длиной свыше 100 метров. Это первый в мире испытательный комплекс для проверки сверхдлинных лопастей на вибрационную устойчивость одновременно по двум осям. По словам производителя, так была заложена основа подготовки к производству ветрогенераторов мощностью 30 МВт. Три десятка таких генераторов заменят один ядерный реактор на АЭС.
Двухроторная V-образная платформа плавучих ветряных турбин
По данным GWEC, Китай шестой год подряд занимает первое место в мире по развитию морской ветроэнергетики. Цель — обеспечить треть национального энергопотребления за счет возобновляемых источников к 2025 году. Протяженность береговой линии КНР составляет14,5 тыс. км, где безусловно есть место для морских ВЭС.
Компания Mingyang Smart Energy, производитель крупнейших в мире ветряных турбин, в июле 2024 года представила свое последнее гигантское плавучее морское изобретение — ветряную турбину OceanX, способную генерировать энергию даже во время ураганов 5-й категории при силе ветра до 260 км/час.
Это первая и самая большая в мире плавучая одноплатформенная установка, оснащенная не одной, а двумя ветряными турбинами мощностью 8,3 МВт. Ожидается, что она будет производить около 54 тыс. МВт ч в год — этого достаточно для питания около 30 тыс. китайских домохозяйств.
Первая конструкция была установлена в Гуанчжоу. Она представляет собой два ветрогенератора, установленные V-образно на плавучем основании. Внутри башни находятся лифт и лестница для легкого доступа.
В платформе используется бетон со сверхвысокими характеристиками для долговечности и снижения затрат; одноточечная система швартовки, как утверждается, снижает воздействие на морскую среду, а также повышает устойчивость даже в условиях тайфуна. Модульный высокопроизводительный бетонный плавучий фундамент сокращает затраты, а сочетание одноточечного и комбинированного крепления снижает нагрузку на систему и воздействие на окружающую морскую среду. Предварительно натянутые канаты используются для распределения гравитационной нагрузки на башню, что обеспечивает легкость конструкции.
Китайские турбины для морского ветропарка Германии
Отраслевые эксперты наблюдают чрезвычайно быстрое развитие технологий ветроэнергетики в КНР. Китайцы, которые ранее находились на вторых ролях, в особенности в офшорном сегменте, уступая таким известным компаниям, как Vestas, Siemens и GE, в 2022–2023 годах заняли лидирующие позиции по этому направлению. Таким образом они активно осваивают новые рынки. В июле 2024 года турбины Mingyang были выбраны для морского ветропарка в ФРГ.
Германская Luxcara, управляющая активами в области чистой энергетики, официально объявила о подписании соглашения о предпочтительном поставщике ветряных турбин с китайской MingYang Smart Energy для морского ветроэнергетического проекта Waterkant в немецкой акватории Северного моря. Соглашение о резервировании было подписано по итогам международного тендера и предусматривает поставку 16 морских ветряных турбин мощностью до 18,5 МВт каждая для установки на объекте в 2028 году.
По итогам 2023 года китайская MingYang Smart Energy заняла пятое место в рейтинге крупнейших мировых производителей ветряных турбин и впервые стала лидером по поставкам установок для офшорной ветроэнергетики, заняв первое место по этому показателю.
В прошлом году компания представила новую платформу сверхмощных ветряных турбин MySE 18. X-28X, а также первую ветроустановку X-20MW, созданную на этой платформе, на производственной базе в Шаньвэй в Китае.
Китай в Саудовской Аравии
Саудовская Аравия привлекла китайских инвесторов для создания гигантских производств кремниевых пластин, солнечных модулей и ветряных турбин.
Китайский производитель ветрогенераторов Envision Energy создал совместное предприятие (СП) с Государственным инвестиционным фондом Саудовской Аравии (Public Investment Fund, PIF). СП сосредоточится на производстве и сборке ветряных турбин и их компонентов, включая лопасти, гондолы и ступицы.
Согласно соглашению, Envision Energy принадлежит контрольный пакет акций СП, а саудовской стороне — оставшаяся часть.
Сотрудничество будет способствовать достижению цели Саудовской Аравии по локализации 75% компонентов возобновляемой энергии к 2030 году в соответствии с Национальной программой по возобновляемым источникам энергии министерства энергетики страны.
В инвестиционном фонде PIF отмечают, что выбрали китайскую компанию Envision Energy в качестве партнера по совместному предприятию из-за лидирующей позиции Envision в сфере «зеленой» энергетики, охватывающей интеллектуальную ветроэнергетику, системы хранения энергии и зеленые водородные решения, которые решают проблемы изменения климата.
СП китайских производителей и саудовских компаний
По итогам 2023 года Envision заняла второе место в рейтинге крупнейших поставщиков ветряных турбин в мире. Компания также стала одним из основных подрядчиков для водородного мегапроекта NEOM в Саудовской Аравии.
Второе совместное предприятие создано китайским производителем солнечных панелей JinkoSolar, саудовской компанией Renewable Energy Localization Company (RELC) по локализации ВИЭ-оборудования, которая полностью принадлежит PIF, и саудовской компанией Vision Industries (VI). Доля JinkoSolar составляет 40%.
Сотрудничество предполагает локализацию производства фотоэлектрических элементов и модулей. В соответствии с соглашением предусмотрена годовая мощность производства 10 ГВт. Проект стоимостью $1 млрд должен финансироваться за счет внутренних средств и внешнего финансирования. JinkoSolar — это крупнейший производитель солнечных панелей в мире по итогам 2023 года.
Как утверждают в PIF, соглашения повысят возможности местного производства извлекать выгоду из глобального энергетического перехода и поддержат усилия инвестиционного фонда по укреплению позиции Королевства Саудовская Аравия (КСА) как глобального центра экспорта продуктов и услуг для сектора возобновляемых источников энергии.
В мае текущего года в КСА был установлен мировой рекорд стоимости ветровой электроэнергии — 1,56 558 цента США за кВт·ч. Страна также является держателем мирового ценового рекорда в солнечной энергетике. Стоимость электроэнергии по проекту Шуайба (Shuaibah) составляет 1,04 цента США за кВт·ч.
В июне сообщалось, что Королевство будет ежегодно проводить конкурсные отборы проектов ВИЭ объемом 20 ГВт и намерено увеличить мощности возобновляемой энергетики до 100–130 ГВт к 2030 году. Неудивительно, что при таких объемах и инвесторы, и Саудовская Аравия заинтересованы в создании производства оборудования и компонентов на месте.
Китайские компании могут преследовать и другие цели. Торговые войны, ведущиеся США и Европой, затрудняют поставку китайских ветрогенераторов на разные рынки. Создание производственных центров за пределами КНР может являться попыткой обхода торговых ограничений.
«Главный технологический прорыв»
В начале января компании China Energy Construction, CLP Engineering, Zhonglu Co и Аньхойский институт китайского энергетического строительства представили свой демонстрационный проект высотной генерации. После внедрения этой системы, как отмечают отраслевые эксперты, ветроэнергетика разделится на два вида — на низковысотную, к которой относятся наземные и офшорные генераторы, а также на высотно-воздушную.
Новую высотно-воздушную энергоустановку китайские энергетики называют «главным технологическим прорывом». Принцип её работы, как говорят отраслевые эксперты, схож с принципом работы параплана, но многоступенчатого.
«Парашютная группа» изначально поднимается с помощью гелиевого шара на начальную высоту работы, далее система парашютов может самостоятельно подниматься и опускаться, в зависимости от ветровой обстановки. Высоты, на которых работает система, определены в интервале от 300 до 3 тыс. метров.
Ветроэнергетика высотно-воздушной генерации
Электроэнергия в этом случае вырабатывается довольно-таки просто. Вся система парашютов связана единым тросом. Растягиваясь, он приводит во вращение, находящуюся на земле лебёдку — генератор, который, по сути, и превращает энергию ветра в электрическую.
Установленная мощность демонстрационной установки, которая работает с начала нынешнего года, составляет 2×2,4 МВт. Их можно ставить на морских платформах недалеко от побережья. Наземные установки высотно-воздушной генерации полностью снимают вопросы, связанные с шумом, инфразвуком, вибрациями и безопасностью полёта птиц, подчёркивают специалисты института китайского энергетического строительства.
Будут ли проекты высотно-воздушной ветроэнергетики востребованными и коммерчески успешными, покажет время. Но сам факт инноваций в ветроэнергетике уже впечатляет отраслевых экспертов, которые ещё раз напоминают о том, что первое место в мире по патентам в ветроэнергетике занял именно Китай, который сам же и реализует эти проекты.
