Внедрение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) – неотъемлемая часть энергетически эффективной экономики. Посмотрим на ситуацию в мире с применением ВИЭ, а также на то, как она менялась за последние годы.

Индикаторы состояния и развития возобновляемой энергетики мира

Заметен значительный рост объема генерации на базе альтернативных энергетических источников, хотя мы говорим о кризисных годах. Только в период 2009-2010 гг. установленная мощность ВЭС повысилась на 24%, а мощность фотоэлектростанций (ФЭС) увеличилась на 74%.

Энергетическое международное агентство видит три сценария развития энергетики. Часть ВИЭ в генерировании электричества по одному из сценариев к 2020 г. составит 8,4%, по второму сценарию – 7,2%, а по третьему – 10,1%.

Расчеты, которые были проведены в Институте энергетической стратегии, демонстрируют, что к 2020 году нужно ожидать долю ВИЭ минимум 15%.

Доводы «За»

Много разговоров идет по поводу того, нужна ли альтернативная энергетика России вообще. Аргументов «За» много.

1. Возобновляемая энергетика – самый дешевый и быстрый способ решения проблем энергоснабжения труднодоступных удаленных населенных пунктов, которые не подключены к сетям общего пользования. Речь идет фактически об обеспечении электроэнергией 10-15 млн. человек.

2. Строительство энергетических установок ВЭ – самый дешевый и быстрый метод обеспечения энергией предприятий среднего и малого бизнеса, а это означает дополнительные рабочие места в небольших городах и деревнях, где безработица – путь к нищете. Строительство объектов возобновляемой энергетики при этом не требует больших единовременных вложений капитала и осуществляется за короткий период времени (1-3 года), в отличие от 5-10 летних периодов возведения объектов классической энергетики.

Крупные ВЭ объекты дадут возможность уменьшить дефицит мощности и энергии в дефицитных энергетических системах, а значит убрать препятствия в развитии промышленности. Развитие энергетики на базе ВИЭ, наоборот, будет стимулом для развития инновационных направлений в промышленности, поднимет внутренний спрос на продукцию машиностроения и возможности экспорта. В технологиях области ВИЭ реализуются последние достижения большинства научных технологий и направлений. Развитие наукоемких технологий обладает значительным макроэкономическим и социальным эффектом в образе создания дополнительных рабочих мест путем сохранения и расширения производственной, научной и эксплуатационной инфраструктуры энергетики, а также возникновения возможности экспорта наукоемкого оборудования.

Остановимся отдельно на таком моменте, как отсутствие опасности техногенных катастроф. Вопрос с экологией достаточно ясен. ВЭ увеличивает экологическую безопасность на ограниченных территориях, то есть сокращение вредных выбросов от котельных и электрических установок в городах с усложненной экологической обстановкой, в местах, предназначенных для массового отдыха населения, заповедных санитарно-курортных зонах.

Немногие знают о том, что существует проблема безвозвратных расходов воды на технологические нужды электрических станций. В США такие потери оценили – для АЭС они приравниваются  2,3 л/кВт ч, для ГЭС на угле – 1,9 л/кВт ч, для ВЭС потери составляют 0,004 л/кВт ч, для ФЭС – 0,11 л/кВт ч.

Аргументы «против»

Существуют и доводы, которые часто приводят для доказательства ограниченных возможностей применения ВИЭ.

Это нестабильность выдаваемой мощности от ФЭС и ВЭС, поднимающая сразу несколько вопросов. Получается, что может быть нарушена устойчивость энергетической системы, что невозможно прогнозировать получение электроэнергии. А значит, надо на 100% резервировать мощности ФЭС и ВЭС.

К минусам ВЭ относят их неконкурентоспособность (высокие цены на оборудование, особенно ФЭС), потребность в земле для размещения в большом количестве. Даже говорят, что ВЭС опасны для экологии: из-за них погибают грызуны и насекомые, нарушается природный режим ночного сна у людей и животных, которые живут рядом с ВЭС.

Мощность станций на базе альтернативных источников при этом всем весьма мала в сравнении с существующими ТЭС.

Сегодня большая часть данных аргументов опровергается благодаря функционированию электросетей с применением ВИЭ на Западе. Начнем с того, что мощность их не так уж и мала. Например, в Испании докладывают, что в течение 3-4 часов энергетическая система работала при 60% доле ветряной энергетики.

Есть основания полагать, что для развития использования ВИЭ решающее значение имеет возможность выдавать реактивную мощность и контролировать напряжение в месте присоединения ВЭС к энергетической системе, появившаяся в последние 5-10 лет.

К гадалке не ходи!

Опыт использования зарубежных ВЭС подтверждает возможность предсказания выработки энергии на разные периоды с вероятностью до 95%.

Это возможно на основе имеющегося опыта годового хода скорости потоков ветра на территории ВЭС в течение 15 лет и более. Следующий инструмент – расчет скорости ветра на основе данных НАСА, действующей в рамках открытого доступа. Наблюдения в течение многих лет позволяют прогнозировать выработку электроэнергии на базе ВИЭ.

На основании весьма точного прогнозирования можно решать основной вопрос – о необходимости запасов мощности. В США по этой проблеме проведено множество исследований. Вывод о проблеме Utiliti Wind Group (компания, включающая 55 электрических организаций США, имеющих ветростанции в своих энергосистемах) звучит так: «Непрофессиональное и устаревшее мнение, одно из основных беспокойств, которое часто выражается в энергетике, заключается в том, что для ВЭС будет необходимо резервирование мощности, передаваемой ими в равном объеме. Сегодня ясно, что при умеренной доле ветряной энергетики необходимость в дополнительной генерирующей мощности для выравнивания нестабильности ВЭС значительно меньше, чем 1:1 и часто близка к нулю».

Одно из самых авторитетных исследований, осуществленное в 2004 году в США специально для коммерческого департамента штата Миннесота, подтвердило, что при включении ВЭС мощностью 1500 МВт дополнительно в энергосистему объединения Xeel Energy, будет необходим дополнительный ввод мощностей в размере всего 8 МВт на классическом топливе с той целью, чтобы выровнять дополнительные колебания мощности. Поэтому вопрос о резервировании практически не стоит, по крайней мере, для России, пока мы не подошли к 10% доле ветрогенерации в суммарном объеме.

Честная конкуренция или субсидии?

Обсудим вопрос конкурентоспособности. Вот что говорят об экономической оценке аналитики Всемирного Банка:

«Обычный финансовый анализ не может адекватно учесть будущие риски, относящиеся к ценам на топливо. Также он игнорирует полностью расходы на охрану экологии и здравоохранение, относящиеся к эмиссиями на электрических станциях, сжигающих твердое топливо. Если рассмотреть расходы на полный технический цикл, то многие возобновляемые источники уже сегодня могут конкурировать с топливными энергоресурсами. Несмотря на это, потенциал данных финансово жизнеспособных технологий ВИЭ полностью не реализуется из-за разных барьеров рынка, например, государственное субсидирование традиционных видов топлива».

По информации ВБ, на ежегодную поддержку государством газовой промышленности идет ежегодно $25 млрд., а электроэнергетики - $15 млрд. Если от этих средств, хотя бы 10%, направить на возобновляемую энергетику, то мы станем лидером в этой области во всем мире.

И еще один интересный факт: цены на электричество, полученное от альтернативных источников, постоянно снижаются. Пока фотоэлектричество является наиболее дорогим видом энергии. В США, по информации Ren.Energy World, за последние пять лет тонкопленочные модули ФЭС стали дешевле в три раза, кристаллические – в 2,4 раза. Согласно всем прогнозам, к 2015-18 гг. цены станут еще ниже.