Ветряк на Валааме, солнечные батареи в Якутии и будущее возобновляемой энергетики в РФ

Мировые объемы зеленой энергетики постоянно растут: в 2016 году доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в выработке электроэнергии (считая ГЭС)  достигла 24%. В прошлом году среди введенных в эксплуатацию объектов мощность ВИЭ впервые превысила объем традиционных ископаемых. По прогнозам Международного энергетического агентства, при таких темпах развития к 2035 году доля электроэнергии, производимой с использованием возобновляемых источников энергии, сравняется с выработкой традиционной энергетики, включая атомную.

Зеленая энергетика становится доступной, о чем свидетельствует снижение цен на тендерах по возобновляемым источникам энергии в прошлом году. Хорошим примером служит Мексика, где Enel Green Power получила право на реализацию проектов солнечной и ветрогенерации совокупной установленной мощностью 1 ГВт.

Перспективы роста спроса на отдельные виды ВИЭ сильно различаются по регионам. Высокий интерес к ним наблюдается в странах ОЭСР и развивающихся странах – импортерах энергоресурсов, ищущих способ снизить зависимость от внешних поставок, и сократить выбросы СО2.

Самый высокий прирост спроса на возобновляемые источники (в 4,4 раза) ожидается в Китае. Это связано прежде всего с высокой зависимостью энергетики страны от государственной поддержки. Хотя развитию ВИЭ будут способствовать совершенствование технологий и снижени­е издержек, в ближайшее десятилетие большая часть технологий по-прежнему будет создаваться в странах, выделяющих сектору дополнительное финансирование.

Что в России

В РФ внедрение инновационных энергетических технологий и возобновляемой энергетики особенно актуально — две трети территории нашей страны, где проживают почти 25 млн человек, находится в зоне децентрализованного и автономного энергоснабжения. У нас огромная страна, но генерирующие мощности сосредоточены главным образом в двух частях: европейская часть, включая Урал и юг Сибири. На огромной территории к востоку от Норильска до Берингова пролива отсутствует централизованная система энергоснабжения, действуют лишь отдельные изолированные электростанции.

Потенциал для использования возобновляемых источников энергии огромен. В южных регионах и на Дальнем Востоке количество солнечных дней достигает 300 в год, что идеально для установки солнечных панелей. Гигантская (37 600 км) протяженность  береговой линии открывает широкие перспективы для ветрогенерации.

Перспективным направлением в России также является использование геотермальных источников как одного из самых дешевых источников энергии в стране. Все наши геотермальные станции расположены на так называемом огненном кольце: от Курильских островов до Камчатки. Запасы геотермальной энергии в России чрезвычайно велики, в 10-15 раз больше запасов органического топлива (нефти, газа и угля). Но наличие уникальных природных условий отнюдь не является фактором, ограничивающим развитие ВИЭ.

Один из самых ярких примеров: на самой высокой точке на Валааме монахи установили ветряк для того, чтобы обеспечить электроэнергией свой монастырь, а излишек продают сотовой станции компании, обеспечивающей связь на острове.

Да, пока альтернативная энергетика в России дороже традиционной. Однако есть регионы, где в силу территориальных особенностей ее использование значительно эффективнее. Это удаленные, изолированные энергосистемы на Севере и Дальнем Востоке. Стоимость дизельного топлива и его доставки в удаленные районы приводит к тому, что цена за киловатт-час на дизельных электростанциях достигает 300 рублей. Именно там любой масштабируемый проект в солнечной и ветряной энергетике делает его крайне перспективным.

Хорошим примером является строительство в поселке Батагай, Якутия, солнечной станции мощностью 1 МВт. Экономия от установки СЭС составляет 300 тонн дизельного топлива, то есть около пяти железнодорожных цистерн в год. Таким образом, уже сейчас на значительной части нашей страны возобновляемые источники энергии могут себя окупать.

Большое внимание развитию солнечных электростанций внимание уделяется в Крыму. На полуострове сейчас работают две самые мощные СЭС. Электростанция «Перово» имеет мощность порядка 100 МВт, другая солнечная электростанция – «Охотниково» – на 20 МВт меньше. Кроме того, в августе 2015 года в поселке Николаевка была запущена в опытную эксплуатацию установка мощностью 70 МВт, а в поселке Владиславовка построена СЭС мощностью 110 МВт.

Компания РЖД устанавливает на московских железнодорожных узлах тепловые насосы, например, на компрессорной станции комплекса Бекасово. Это позволяет полностью отказаться от внешних источников теплоснабжения. Теперь вся энергия, которая раньше передавалась на градирню и утилизировалась в атмосферу, идет на отопление производственных помещений станций Бекасово-Сортировочная и Перово.

Локализация оборудования и новые хранилища энергии 

В 2009 году российское правительство приняло постановление по стимулированию развития альтернативной энергетики в России. В соответствии с целевыми показателями к 2020 году должно быть построено 3,7 ГВт мощностей, из которых солнечной генерации – 1,4 ГВт, ветряной генерации  – 1,7 ГВт, малых ГЭС – 0,28 ГВт. Этих объемов хватит, чтобы обеспечить электроэнергией два Новосибирска.

Согласно документу, ежегодно проводятся конкурсы на строительство генерирующих объектов каждого вида ВИЭ. Победители получают гарантию возврата инвестиций с неплохой нормой доходности.

Для участия в конкурсе компании должны выполнить требования по локализации. То есть оборудование для строительства объектов ВИЭ тоже должно производиться в РФ. Тем самым, помимо освоения и внедрения зеленых технологий, государство стимулирует создание высокотехнологических производств.

Пока локализация выпуска оборудования для ВИЭ связана с крупными российскими госкорпорациями: Роснано с «Реновой» объединили свои усилия для производства в РФ солнечных батарей. Росатом занимается ветроэнергетикой.

Какие меры еще должны быть приняты, чтобы ускорить развитие энергетики на возобновляемых источниках? Единого мнения по этому вопросу нет, но, на наш взгляд, переломным моментом может стать разработка госпрограммы по развитию технологий промышленного хранения энергии. Это поможет решить главную проблему зеленой энергетики – неравномерность выработки.

Известно, что солнечная генерация эффективна только при хорошем освещении, а ветряные станции – в районах с определенной розой ветров, поэтому выработка от таких источников происходит нерегулярно, и это нужно компенсировать. Например, накапливать часть вырабатываемой энергии при помощи промышленных аккумуляторов, а расходовать ее во время вечерних и утренних пиков потребления.

Накопители могут быть нескольких типов: химические (литий-ионные, например), тепловые  – станции, которые накапливают тепловую энергию солнца или механические (гидроаккумулирующие электростанции, воздушноаккумулирующие установки). Широкое распространение получили химические накопители, цена которых за последние 7 лет упала практически в 5 раз. Показательным примером является проект компании Enel, построившей в Италии накопитель электроэнергии мощностью 1 МВт/2 МВт*ч. Этого хватит, чтобы обеспечить 50 городских многоэтажных домов электричеством на 2 часа.

Также недавно Enel подписала соглашение с Nissan о новой разработке: каждый электромобиль теперь может стать накопителем энергии – батареей, которая ночью заряжается, а днем, когда человек приезжает на работу, он сможет, подключив свой автомобиль в момент самых дорогих тарифов, сдать энергию в сеть.

Контуры энергетической революции в России

Энергетика меняется: клиент из потребителя становится субъектом, который и потребляет, и производит электроэнергию. Поэтому крайне важно создать удобный интерфейс для такого взаимодействия, это принесет большую пользу как производителям, так и потребителям.

В настоящее время происходит революция, которая меняет отношение человека к энергии и ее потреблению. За последние 20 лет в мире в ВИЭ было вложено в среднем $340-350 на человека. У каждой страны свои темпы строительства новых мощностей на ВИЭ. Самыми бурными темпами возобновляемая энергетика развивается в Европе, желающей отказаться от использования ископаемых источников энергии, а также в Китае, всерьез обеспокоенном экологическими проблемами из-за огромных выбросов угольной генерации.

Можно таким же образом подойти к оценке инвестиций в России: умножьте $340-350 на 150 млн человек, проживающих в стране, и вы увидите, что нам нужно вложить в новый сегмент порядка $52,5 млрд.

Природа подарила России уникальные шансы и возможности. Мы можем создать свою возобновляемую энергетику не путем субсидирования, как это происходило в европейских странах, а разработать экономически эффективные, стандартизированные решения для российских условий. Необходимо пересмотреть принципы планирования и долгосрочного развития отечественной электроэнергетики.

Согласно нашим оценкам, производство электроэнергии на основе ВИЭ в России начнет повсеместно конкурировать с традиционными решениями уже в ближайшие пять-десять лет. Ну а пока для нас главное – обеспечение локальных потребителей в изолированных районах. Нам не нужно придумывать очередные мегапроекты. Нам необходимы экономически целесообразные и реализуемые технологические решения, которые затем могут быть масштабированы.