О перспективах солнечной энергетики

Можно выделить некоторые закономерности, основываясь лишь на собственном опыте. Что будет, например, через 30 лет в энергетике, если исходить из сегодняшних реалий?
Человечество, несмотря на кризисы, упорно тратит деньги на развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Мировые инвестиции в ВИЭ достигли $260 млрд. в 2011 г., что почти в пять раз больше $53,6 млрд. в 2004 г. Результат – из 55 ГВт новых мощностей, которые были введены в ЕС в 2010 г., 22,7 ГВт приходятся на ВИЭ. По данным Европейской ассоциации фотовольтаической индустрии (EPIA), в 2011 г. в мире было подключено 27,7 ГВт новых солнечных станций. Суммарная установленная мощность всех станций в мире достигла 67,4 ГВт.
Германия намерена вложить $1,848 трлн. до 2030 г. в развитие ВИЭ, сообщает Всемирная ядерная ассоциация (WNA). Германия запланировала осуществить «энергетическую революцию», в результате которой в центре новой системы электроэнергетики окажутся технологии ВИЭ. К 2020 г., за два года до закрытия своих АЭС, Германия хочет сократить выбросы парниковых газов на 40%, удвоить число ВИЭ, чтобы вырабатывать 35% электричества в стране, и сократить основное потребление электроэнергии на 20%.
Правительство Бельгии заявило в 2011 г., что к 2025 г. страна откажется от ядерной энергетики. Япония, после аварии на АЭС «Фукусима», установила целью достижение 28 ГВт совокупных солнечных мощностей к 2020 г. Парламент Японии в 2011 г. принял закон, обязывающий энергетические компании закупать электричество у «зеленых» производителей в течение 20 лет. Китай провозгласил целью достижение 10 ГВт солнечных инсталлированных мощностей к 2015 г. и 40-50 ГВт к 2020 г.
Если сегодня конечная стоимость «под ключ» 1 Вт крупной солнечной станции составляет 2,5-2,8 €/Вт, то в 2020 г. она составит 0,9-1,5 €/Вт, а в 2030 г. – около 0,7 €/Вт. Сейчас стоимость выработанной электроэнергии составляет 0,29-0,15 €/кВт•ч, к 2020 г. – составит 0,07-0,17 €/кВт•ч, а к 2030 – 0,04 €/кВт•ч.
2011-й принес революционные изменения в стоимости солнечной энергетики. Установившиеся цены на 1 Вт в модуле в диапазоне $1,00-1,10 означают резкое снижение цен по сравнению с уровнем в $1,80 в первом квартале 2011 г. А это значит, что реальная динамика снижения стоимости солнечной энергии превзойдет приведенные прогнозы. Равенство стоимости «солнечного» киловатта и «традиционного» в некоторых районах мира будет достигнуто уже в текущем году.
В целом же, разными сценариями предполагается, что к 2020 г. в мире будет установлено 350-600 ГВт «солнечных» мощностей, которые будут вырабатывать 100-400 кВт•час электроэнергии, а к 2030 г. – 1080-1800 ГВт, которые будут вырабатывать 200-1400 кВт•час электроэнергии. Важно понять, что все эти прогнозы базируются на вещах, которые сегодня реально существуют. Это освоенные промышленностью солнечные элементы на базе кремния, CdTe, CIGS, GaAs/Ge, существующие аккумуляторы, инверторы и проч. Конечно, технический прогресс будет также стремительно продолжаться, но нет необходимости ждать появления новых, невиданных сегодня технических решений. Известные уже сегодня вещи формируют завтрашнюю энергетику и открывают сегодня «окна возможностей».
Как только фотоэнергетика стала участником «большой» энергетики, вскрылись проблемы, присущие традиционной электроэнергетике. Большие проблемы заключены в неравномерном графике нагрузки, как суточном, так и годовом. Мощность электросети должна рассчитываться на «часы пик», а в остальное время энергия остается невостребованной. Современная «турбинная» электроэнергетика не обладает гибкостью. Турбины нельзя включать и останавливать когда угодно. Такое обстоятельство приводит к необходимости существенного завышения общих мощностей. В фотоэнергетике проблема усугубляется еще и 100%-й (ночь-день) вариацией мощности. Но сложение двух «минусов» при использовании в единой энергосистеме дает «плюс». В крупных странах уже сегодня возможно использование комбинированной электросети, в которой потребители электроэнергии распределены по часовым поясам, в результате чего энергия передается в те районы, где наступает пик потребления, из тех районов, где светит яркое солнце. Контуры такой единой «умной» энергосистемы, созданной без избыточных мощностей, сегодня только прорабатываются, но они видны. Такая энергетическая сеть с распределенной генерацией (Smart Grid) способна в автоматическом режиме управлять процессами производства электроэнергии, аккумулировать, перераспределять, передавать электрическую энергию потребителю, а также вести учет её потребления. В США, Японии, странах Европейского Союза ведутся изыскания по теме распределенной генерации электроэнергии. На практике испытываются как отдельные компоненты интеллектуальных энергетических сетей, так и полноценные сети с распределенной генерацией в границах определенного региона.
Представляется, что сегодня окружающая нас действительность создала для России «окно возможностей», которого не было еще пять лет назад. Подходы к развитию энергетики (и экономики в целом) надо пересматривать. В будущем не нужно будет столько стали для турбин, газо- и нефтепроводов. Но нужны будут кремний, германий, индий. Также изменится рынок труда. Нужны будут физики, технологи, монтажники. Когда мы говорим о 25 млн рабочих мест, которые нужны завтрашней России, мы должны понять, что эти рабочие места нужны для завтрашней структуры энергетики и экономики.



И еще один важный вывод. В 2009 г. Правительством РФ были утверждены «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года», в которых устанавливается объем производства электрической энергии с использованием ВИЭ в 2020 г. – 4,5%. В свете вышесказанного представляется, что это не ориентир развития, а скорее дезориентация.
Создаваемый рынок альтернативной энергетики – огромный мировой рынок. Это новые десятки и сотни миллионов рабочих мест. Неучастие в этом процессе России лишает ее необходимых рабочих мест. Мы остаемся вне гонки за энергоэффективностью и рискуем потерять компетенции в области, где традиционно сильны – создание больших оптимизированных сетей. Мы становимся все более неконкурентными. Хотя в России формируется понимание, что потенциал сырьевой экономики иссякает, на уровне государственной политики нет пока конкретных шагов по формированию необходимых механизмов. Для примера - в феврале с.г. Минэнерго разослало по правительству проект комплекса мер стимулирования электрогенерации на основе ВИЭ. Основное предложение Минэнерго - поддержать генерирующие объекты на ВИЭ через рынок мощности, а не через «зеленый тариф», как в большинстве стран, в.т.ч. у наших не самых богатых соседей – Украины, Казахстана. Подобный подход, по мнению Минэнерго, «позволит снизить социальную нагрузку и инвестиционные риски». Думается, что ВИЭ с колеблющимися показателями производства (солнечные станции) вряд ли получат хоть какое-либо преимущество. Это означает, что создание по-настоящему эффективного механизма развития солнечной энергетики даже не планируется. Ближайшие 10-15 лет в этом смысле станут важнейшими. Если мы останемся с 4,5% ВИЭ к 2020 г. – мы безнадежно отстанем.

Сергей Плеханов, генеральный директор ОАО «НПП «Квант»
На первой фотографии - наземная солнечная батарея на арсениде галлия
Фото ОАО «НПП «Квант»

Деревянные окна