Юг России – территория Солнца

14.01.11 13:07

Неизбежность включения в энергобаланс возобновляемых источников энергии стала общим местом в российской эколого-энерго-экономической риторике. Более того, есть ощущение, что уже в ближайшие если не месяцы, то годы произойдет качественный переход ВИЭ из области научных изысканий в область сугубо коммерческих проектов.

 

 

Директор биогазовых проектов AEnergy (Москва) Иван Егоров недавно заметил, что резкий рост цен на газ и электроэнергию уже в 2011 г. повысит экономическую привлекательность проектов в области ВИЭ и энергосбережения в два раза (см. рис. 1).

В целом по России доля газа в выработке электроэнергии превышает 53%. В европейской части страны она еще выше. С учетом того, что спрос на газ неэластичен, рост цен не решит проблему дефицита поставок и будет способствовать кризису преимущественно газовой российской электроэнергетики, росту тарифов на электроэнергию, а также стоимости технологического подключения к газо- и электросетям. В случае снижения подачи газа велика вероятность масштабных отключений электроэнергии.

 

 

Рис. 1 Рост внутренних цен на газ до равнодоходного уровня

 

 

К перечисленному можно добавить еще ряд процессов, стимулирующих коммерциализацию альтернативной энергии. По мнению Ивана Егорова, быстрому развитию рынка ВИЭ будут способствовать следующие факторы:

- наступающий продолжительный кризис в российской газодобыче (см. рис. 2);

- высокая степень износа элементов централизованных систем электро- и газоснабжения, генерации;

- рост тарифов на газ и электроэнергию, уровень которых в ближайшие годы станет сравним с европейским;

- совершенствование российского законодательства в сфере возобновляемых источников энергии.

 

 

Рис. 2 Добыча газа на действующих месторождениях Газпрома, млрд. куб.м.

 

 

Превращение Солнца в конкурентный продукт

 

Когда речь заходит об уже существующих возможности коммерциализации ВИЭ, мнения экспертов расходятся. Кто-то считает, что сегодня подобные проекты уже могут быть рентабельными, кто-то уверен, что альтернативная генерация не сможет держать конкуренции пока не будут введены государственные дотации для производителей «зеленой энергии». Иногда даже один и тот же специалист может высказывать обе точки зрения. Например, в ходе одного из докладов главный специалист института «Ростовтеплоэлектропроект» Адольф Чернявский сообщил, что по его оценкам в южных регионах России уже имеются условия для строительства рентабельных солнечных установок. В то же время он посетовал, что, несмотря на существование закона об альтернативной энергетики, не существует механизмов привлечения бюджетных дотаций и другой помощи, чтобы довести срок окупаемости проекта ВИЭ до приемлемого срока 7-8 лет.

 

 

Некоторый дуализм в рассуждениях эксперта можно объяснить тем, что в разных нишах энергетического рынка экономика работает по-разному. Если говорить о поставке электроэнергии в общую сеть, то ВИЭ пока проигрывают традиционным технологиям. По оценке Адольфа Чернявского, при работе в этом сегменте, солнечные установки смогут работать рентабельно, если выработанная ими электроэнергия будет продаваться по цене в 3-4 раза превышающей цену традиционных киловаттов. Однако в России есть места, где основным источником электроэнергии является дизель генератор, а цена 1 кВт•ч доходит до 15-20, а то и до 100 руб. Вот там уже сейчас можно использовать электростанции на ВИЭ без всякой государственной поддержки.

Подобных воззрений придерживается Иван Егоров. По его мнению, уже сегодня в ряде энергодефицитных регионов страны вложения собственную генерацию на основе ВИЭ окупаются на этапе инвестиций. Кроме того, как считает эксперт, у технологий ВИЭ есть ряд важных преимуществ перед традиционными технологиями выработки электроэнергии. Рынок альтернативной энергетики в России является одним из немногих секторов российской экономики, который будет стремительно расти в ближайшие годы, его привлекательность повышает обилие небольших по размеру вложений проектов, что обеспечивает доступность для инвестиций, в том числе со стороны мелких и средних компаний. Кроме того, большинству крупных российских госкомпаний по этой причине сектор пока не интересен, соответственно, в нем сохраняется рыночная среда. Заинтересованность властей в развитии рынка определила, пожалуй, наиболее либеральное отношение к его участниками - иностранным инвесторам и поставщикам оборудования.

 

 

Ну и, конечно же, не стоит забывать о постоянном удешевлении технологий ВИЭ. Выступая недавно на московском форуме Energy Fresh президент Energieteam AG (ФРГ) Гюнтер Беник заметил, что, фото-ячейки для солнечных электростанций сегодня стоят вдвое ниже (на единицу установленной мощности) чем 3-4 года назад. В частности за последний год цена снизилась на 35%. Параллельно снижается стоимость 1 кВт•ч. По мнению эксперта, сегодня, используя зеркала концентраторы можно довести стоимость солнечной электроэнергии до вполне приемлемого показателя 9-13 евроцентов за 1 кВт•ч. Кстати, как заметил Гюнтер Беник, в Европе в 2010 году солнечная генерация приросла в объеме на 64%.

 

Перспективы южных регионов

 

Если посмотреть на распределение солнечной радиации по территории России (рис. 3), то видно, что приемлемые условия для использования солнечной энергии имеют только Южный и Северо-Кавказский федеральные округа и Дальний Восток. Но это только если речь идет об использовании неподвижных солнечных панелей. 

 

 

Рис. 3 Среднедневные суммы солнечной радиации на горизонтальную поверхность, квт•ч/(сут. кв.м)

 

Когда же в дело вступают другие солнечные технологии, то картина резко меняется. Например, если использовать панели, автоматически ориентирующиеся по Солнцу, то окажется, что почти вся Россия находится в зоне, где можно эффективно использовать солнечную энергию. Правда, как замечает Адольф Чернявский, и в этом случае Южная часть и Дальний Восток России остаются наиболее благоприятными регионами для развития солнечной энергетики. По его мнению, в этих регионах уже сегодня имеется экономический потенциал уже сегодня позволяющий строить солнечные установки, работающие с положительной рентабельностью. Сегодня можно получить на юге России 420 млрд. кВт•ч в год электроэнергии или больше 1 млрд. кКал в год тепловой энергии. Если же использовать совместно солнечную и ветровую энергию – считает эксперт – то это позволит обеспечить все потребности юга России в электроэнергии на десятилетия вперед без сооружения новых тепловых и атомных электростанций.

 

 

Рис. 4 Среднедневные суммы солнечной радиации на оптимально-ориентированную поверхность, квт•ч/(сут. кв.м)

 

Собственно, именно в южных регионах развитие генерирующих мощностей «на солнечной тяге» идет наиболее интенсивно. Пока это единичные и маломощные объекты, но есть уже проекты станций вполне промышленной мощности с реально посчитанной экономикой и четко обозначенной перспективой введения в строй. Впрочем, для начала – день сегодняшний. Вот перечень наиболее интересных существующих объектов.

1. На большом оптическом телескопе в Карачаево-Черкесии установлена система мощностью 600 Вт (6 панелей по 100 Вт) для обеспечения энергоснабжения информационно-вычислительного комплекса телескопа.

2. На территории Сочинского Государственного университета туризма и курортного дела установлена фотоэлектрическая установка для обеспечения работы насосов системы теплоснабжения.

3. Все потребности в электричестве жилого дома (рис. 4) в Дагестане (полигон ОИВТ РАН) обеспечиваются солнечной установкой.

4. Солнечная фотоэлектрическая установка на нефтебазе в ставропольском крае.

 

 

Рис. 5 Солнечная установка электроснабжения жилого дома

 

Что касается ближайших перспектив, то в первую очередь следует упомянуть о проекте двух крупных фотоэлектрических солнечных станций в районе Кисловодска. Это Кисловодская СЭС-1 (пиковая мощность 13 МВт) и Кисловодская СЭС-2 (пиковая мощность 5 МВт). Для их размещения уже определены площадки, расположенные соответственно, на северо-западе и на юге Кисловодска. Любопытно, что первый проект солнечной станции для этой местности был разработан еще 20 лет назад. Тогда специалисты института «Ростовтеплоэлектропроект» предложили вариант с использованием концентраторов солнечного излучения (рис. 6). Тогда решались задачи уменьшения поверхности солнечных элементов и получения одновременно электрической и тепловой энергии. Были разработаны специальные элементы, выдерживающие 20-30 Солнц, спроектированы конструкции модулей. Но дальше работы не пошли.

 

 

Рис. 6 Солнечный модуль с параболоцилиндрическим концентратором

 

Позже рассматривался вариант с использованием фотоэлектрических модулей без концентраторов, но со слежением за Солнцем. Однако дальнейшее снижение цен на солнечные модули привело к тому, что наиболее экономичным для данной местности оказался проект с использованием просто солнечных модулей, в неподвижном положении, без слежения за солнцем.

 

 

Рис. 7 Фотоэлектрические модули без концентраторов и без слежения

 

Еще один любопытный проект – это Темрюкские СЭС с суммарной пиковой мощностью 100 МВт. Как заметил Адольф Чернявский, в данной местности имеются почти идеальные условия для строительства солнечных электростанций. Администрация Темрюкского района выделила под строительство станций две площадки. Землеотвод согласован с администрацией Краснодарского края.

 

Солнечная экзотика

 

Помимо «классических» фотоэлектрических станций на юге России предусмотрено возведение ряда объектов солнечной энергетики, основанных на иных физических принципах. В частности в Ростовской области планируется строительство термодинамической солнечной станции пиковой мощностью 10 МВт. Вырабатывать электроэнергию будет обычная паровая турбина, а вот пар для нее будет получаться благодаря солнечному излучению с помощью устройств подобных параболическим концентраторам, описанным выше. Кстати, в США на таком принципе работает несколько электростанций суммарной мощностью 450 МВт.

Еще один российский проект на перспективу – использование в солнечной энергетике цикла Стирлинга (двигатель внешнего сгорания). Параболоид концентрирует солнечные лучи – за счет сконцентрированного тепла работает поршневая система – вырабатывается электроэнергия. По мнению Адольфа Чернявского, еще одна перспективная технология, способная вырабатывать достаточно дешевую энергию – это парогазовые солнечно-топливные системы. В них отработанный пар отдает свое тепло газу и в установке работают параллельно паровая и газовая турбина. КПД такой установки может достигать 30% (для классических фотоэлектрических станций считается хорошим показателем КПД от 18%). В качестве газового топлива в паро-газовом цикле предполагается использовать водород, который так же можно вырабатывать электролизом за счет использования солнечной энергии.

 

 

Рис. 8 Солнечная электростанция с двигателями Стирлинга

 

Всего на период до 2030 года на юге России планируется реализовать целый комплекс разработок в области ВИЭ.

- Фотоэлектрические солнечные станции мощностью до 300 МВт в Краснодарском и Ставропольском краях, в Ростовской и Астраханской областях, в Дагестане, Карачаево-Черкессии и Кабардино-Балкарии;

- Термодинамические солнечные электростанции мощностью до 500 МВт в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах;

- Комбинированные солнечно-биогазовые и солнечно-ветровые электростанции мощностью по 50-300 МВт;

- Солнечные станции теплоснабжения в ЮФО общей мощностью до 1000 МВт.

 

Андрей ГУБАНОВ, Energyland.info

 

При подготовке статьи использованы материалы докладов президента Energieteam AG (ФРГ) Гюнтера Беника, директора биогазовых проектов AEnergy Ивана Егорова и главного специалиста института «Ростовтеплоэлектропроект» Адольфа Чернявского на II Центральном форуме возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий Energy Fresh.

 

Ссылки по теме:

Казахстанская альтернатива 

Быть ли солнечной энергетике в России? 

Китайцы тормозят альтернативную энергетику 

 

Читайте также: