Что такое большая энергетика
Согреют вдалеке
Тем не менее в электроэнергетике к «малым» принято относить электростанции мощностью до 25 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. Обычно такие электростанции разделяют на три подкласса: микроэлектростанции мощностью до 100 кВт, мини-электростанции мощностью от 100 кВт до 1 МВт, малые электростанции мощностью более 1 МВт.
Несмотря на относительно скромную долю малой энергетики в общем энергобалансе страны по сравнению с большой, которой уделяется основное внимание науки и промышленности, значимость малой энергетики в жизни страны трудно переоценить. Во-первых, по разным оценкам, от 60 до 70 процентов территории России не охвачены централизованным электроснабжением. На ней проживает более 20 миллионов человек, и жизнедеятельность людей обеспечивается главным образом средствами малой энергетики. Во-вторых, обширной сферой применения средств малой энергетики является резервное (иногда его называют аварийным) электроснабжение потребителей, требующих повышенной надежности и не допускающих перерывов в подаче энергии при авариях в зонах централизованного электроснабжения. В-третьих, малая энергетика может быть конкурентоспособна в тех зонах, где большая до сего времени рассматривалась как безальтернативная. Например, на промышленных предприятиях, когда постоянное повышение платы за подключение к централизованным сетям или за увеличение мощности подталкивает потребителей к строительству собственных источников энергии.
Рынок малой энергетики еще совсем молод, есть лишь немногие примеры успешных проектов в этой области, как, например, мини-ТЭЦ мощностью 21,5 МВт для электроснабжения и теплоснабжения потребителей на территории Среднеуральского медеплавильного завода (УГМК).
Проект по строительству мини-ТЭЦ организован по беспрецедентной для РФ финансовой схеме ВОТ contract (build-operate-transfer), а именно на условиях стопроцентного финансирования на собственные средства частных инвесторов с последующей передачей объекта в аренду предприятию на срок 9 лет. Далее станция будет передана в собственность завода.
Важно отметить, что потенциальный заказчик такого проекта не вкладывает собственные средства в его реализацию, предоставляет площадку для строительства, покупает электроэнергию со скидкой к действующему тарифу, осуществляя контроль всех рабочих процессов, а после окончания энергосервисного контракта получает станцию в собственность, сокращая количество выбросов углекислого газа более чем на 30 тысяч тонн.
Какова ситуация на рынке сегодня? Ответ упирается в тарифы и их динамику роста. За последние годы тарифы на электроэнергию для промышленных предприятий увеличились значительно меньше тарифов на природный газ. В этой связи ряд проектов становятся менее эффективными.
Специалисты утверждают, что в сложившейся экономической ситуации акцент должен быть сделан на экономической эффективности подобных проектов при соблюдении разумных технических требований. Сейчас существуют реальные перспективы привлечения финансирования в малую энергетику. Другой вопрос, готовы ли предприятия принимать на себя дополнительную кредитную нагрузку и создание непрофильных активов. Как раз для таких случаев идеальным может быть вариант энергосервисного контракта.
Энергетика как большая система
Прежде чем начать рассмотрение вопросов электроэнергетики необходимо понять, а что же такое энергетика вообще, какие она решает проблемы, какую роль в жизни человека она играет?
Энергетика это область деятельности человека, которая включает в себя получение (добычу), переработку (преобразование), транспортировку (передачу), хранение (кроме электрической энергии), распределение и использование (потребление) энергоресурсов и энергоносителей всех видов. Энергетика обладает развитыми, глубокими, внутренними и внешними связями. Ее развитие неотделимо от всех сторон деятельности человека. Такие сложные структуры с разнообразными внешними и внутренними связями рассматриваются как большие системы.
1.2. Электроэнергия – особый вид энергии
К специфичным свойствам электроэнергии необходимо отнести:
– возможность получения её из других (практически из любых) видов энергии (из механической, тепловой, химической, солнечной и других);
– возможность преобразования ее в другие виды энергии (в механическую, тепловую, химическую, световую, в другие виды энергии);
– возможность передачи на значительные (тысячи километров) расстояния;
– высокую степень автоматизации производства, преобразования, передачи, распределения и потребления;
– невозможность (пока) хранения в больших количествах длительное время: процесс производства и потребления электрической энергии – это одномоментный акт;
– относительную экологическую чистоту.
Такие свойства электроэнергии обусловили ее широкое применение в промышленности, на транспорте, в быту, практически в любой сфере деятельности человека – это наиболее распространенный потребляемый вид энергии.
1.3. Потребление электрической энергии. Графики нагрузок потребителей
В процессе потребления электрической энергии участвует большое число разнообразных потребителей. Потребление энергии каждым из них в течение суток и года неравномерно. Оно может быть продолжительным и кратковременным, периодическим, регулярным или случайным, зависит от рабочих, выходных и праздничных дней, от работы предприятий в одну, две или три смены, от продолжительности светлой части суток, температурой воздуха и т.д.
Можно выделить следующие основные группы потребителей электрической энергии: – промышленные предприятия; – строительство; – электрифицированный транспорт; – сельское хозяйство; – бытовые потребители и сфера обслуживания городов и рабочих поселков; – собственные нужды электростанций и др.. Приемниками электроэнергии могут быть асинхронные электродвигатели, электрические печи, электротермические, электролизные и сварочные установки, осветительные и бытовые приборы, кондиционные и холодильные установки, радио- и телеустановки, медицинские и другие установки специального назначения. Кроме того, имеется технологический расход электроэнергии, связанный с ее передачей и распределением в электрических сетях.
 |
| Рис. 1.1. Суточные графики нагрузки |
Режим потребления электроэнергии может быть представлен графиками нагрузок [2]. Особое место среди них занимает суточные графики нагрузки, которые представляет собой непрерывное графическое изображение режима потребления электроэнергии потребителем в течение суток (рис. 1.1, а). Часто бывает удобнее использовать ступенчато-аппроксимированные графики нагрузки (рис. 1.1, б). Они и получили наибольшее применение.
Каждая электроустановка имеет характерный для нее график нагрузки. В качестве примера на рис. 1.2 [3] приведены суточные графики: коммунальные потребители города с преимущественно осветительной нагрузкой (рис. 1.2, а); предприятия легкой промышленности с работой в две смены (рис. 1.2, б); нефтеперерабатывающего завода с работой в три смены (рис. 1.2, в).
 |
| Рис. 1.2. Суточные графики нагрузок потребителей электроэнергии: а – коммунальные потребители города с преимущественно осветительной нагрузкой; б – предприятие легкой промышленности с работой в две смены; в – нефтеперерабатывающий завод с работой в три смены. |
Графики электрических нагрузок предприятий различных отраслей промышленности, городов, рабочих поселков позволяют прогнозировать ожидаемые максимальные нагрузки, режим и размеры потребления электроэнергии, обоснованно проектировать развитие системы.
В связи с непрерывностью процесса производства и потребления электроэнергии важно знать, сколько электроэнергии необходимо вырабатывать в каждый конкретный момент времени, определить диспетчерский график выработки электроэнергии каждой электростанцией. Для удобства составления диспетчерских графиков выработки электроэнергии суточные графики потребления электроэнергии делят на три части (рис.1.1, а). Нижнюю часть, где Р Рдн.min, называют пиковой. Здесь в дневные часы нагрузка постоянно меняется и достигает своего максимального значения.
1.4. Производство электрической энергии. Участие электростанций в выработке электроэнергии
В настоящее время в нашей стране, как и во всем мире, большая часть электроэнергии производится на мощных электростанциях, на которых какой-либо другой вид энергии преобразуется в электрическую. В зависимости от вида энергии, которая преобразуется в электрическую, различают три основных типа электростанций: тепловые (ТЭС), гидравлические (ГЭС) и атомные электростанции (АЭС).
На тепловых электростанциях первичным источником энергии служит органическое топливо: уголь, газ, мазут, горючие сланцы. Среди тепловых электростанций в первую очередь следует выделить конденсационные электростанции (КЭС). Это, как правило, мощные электростанции, располагающиеся вблизи добычи низкокалорийного топлива. Они несут значительную долю в покрытии нагрузки энергосистемы. Коэффициент полезного действия КЭС составляет 30…40%. Низкий КПД объясняется тем, что большая часть энергии теряется вместе с горячим отработавшим паром. Специальные тепловые электростанции, так называемые теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), позволяют значительную часть энергии отработавшего пара использовать для отопления и технологических процессов в промышленных предприятиях, а также для бытовых нужд (отопление, горячее водоснабжение). В результате КПД ТЭЦ достигает 60…70%. В настоящее время в нашей стране ТЭЦ дают около 40% всей производимой электроэнергии. Особенности технологического процесса на этих электростанциях, где используются паротурбинные установки (ПТУ), предполагают стабильный режим работы без резких и глубоких изменений нагрузки, работу в базовой части графика нагрузки.
В последние годы на ТЭС нашли применение и все большее распространение газотурбинные установки (ГТУ), в которых газообразное или жидкое топливо при сгорании создаёт горячие выхлопные газы, раскручивающие турбину. Преимущество ТЭС с ГТУ в том, что они не требуют питательной воды и, как следствие, целого комплекса сопутствующих устройств. Кроме того, ГТУ – очень мобильны. На их пуск и останов требуется несколько минут (несколько часов для ПТУ), они допускают глубокое регулирование вырабатываемой мощности и поэтому могут быть использованы в полупиковой части графика нагрузки. Недостатком ГТУ является отсутствие замкнутого цикл теплоносителя, при котором с отработавшими газами выбрасывается значительное количество тепловой энергии. При этом КПД ГТУ составляет 25…30%. Однако установка на выхлопе ГТУ котла-утилизатора может повысить КПД до 70…80%.
На гидроэлектростанциях энергия движущейся воды в гидротурбине превращается в механическую, а затем в генераторе – в электрическую. Мощность станции зависит от создаваемой плотиной разности уровней воды (напора) и от массы воды, проходящей через турбины в секунду (расхода воды). Гидроэлектростанции дают более 15% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии. Положительной особенностью ГЭС является очень высокая мобильность (выше, чем ГТУ). Это объясняется тем, что гидротурбина работает при температуре окружающей среде, не требует затрат времени на разогрев. Следовательно, ГЭС могут быть использованы в любой части графика нагрузки, в том числе и в пиковой.
Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Назначение ГАЭС заключается в выравнивании суточного графика нагрузки потребителей и повышении экономичности ТЭС и АЭС. В часы минимальной нагрузки агрегаты ГАЭС работают в насосном режиме, перекачивая воду из нижнего водохранилища в верхнее и увеличивая тем самым нагрузку ТЭС и АЭС; в часы максимальной нагрузки они работают в турбинном режиме, сбрасывая воду из верхнего водохранилища и разгружая ТЭС и АЭС от кратковременной пиковой нагрузки. Экономичность работы системы в целом при этом повышается.
 |
| Рис. 1.3. Суточный график нагрузки потребителей и график работы электростанций, участвующих в выработке электроэнергии |
Нагрузка всех потребителей должна быть распределена между всеми электростанциями, суммарная установленная мощность которых несколько превышает наибольший максимум нагрузки. Покрытие базовой части суточного графика возлагают: а) на АЭС, регулирование мощности которых затруднительно; б) на ТЭЦ, максимальная экономичность которых имеет место, когда электрическая мощность соответствует тепловому потреблению (пропуск пара в ступени низкого давления турбин в конденсаторы должен быть минимальным); в) на ГЭС в размере, соответствующем минимальному пропуску воды, необходимому по санитарным требованиям и условиям судоходства. Во время паводка участие ГЭС в покрытии базовой части графика системы может быть увеличено с тем, чтобы после заполнения водохранилищ до расчетных отметок не сбрасывать бесполезно избыток воды через водосливные плотины. Покрытие пиковой части графика возлагают на ГЭС, ГАЭС и ГТУ, агрегаты которых допускают частые включения и отключения, быстрое изменение нагрузки. Остальная часть графика, частично выровненная нагрузкой ГАЭС при работе их в насосном режиме, может быть покрыта КЭС, работа которых наиболее экономична при равномерной нагрузке (рис. 1.3) [3].
Кроме рассмотренных существует значительное число других типов электростанций: солнечные, ветровые, геотермальные, волновые, приливные и другие. Они могут использовать возобновляемые и альтернативные источники энергии. Во всем современном мире этим электростанциям уделяется значительное внимание. Они могут решить некоторые проблемы, встающих перед человечеством: энергетическую (запасы органического топлива ограничены), экологическую (снижение выбросов вредных веществ при производстве электроэнергии). Однако, это очень затратные технологии получения электроэнергии потому, что альтернативные источники энергии это, как правило, низкопотенциальные источники. Это обстоятельство затрудняет их использование. В нашей стране на долю альтернативной энергетики приходится менее 0,1% выработки электроэнергии [20].
На рис. 1.4 показано участие различных типов электростанций в производстве электроэнергии [21].
 |  |
| Рис. 1.4. |
1.5. Электроэнергетическая система
Развитие электроэнергетики начиналось во второй половине XIX века со строительства небольших электростанций вблизи и для конкретных потребителей. Это была в основном осветительная нагрузка: Зимний дворец в Санкт-Петербурге, Кремль в Москве и т.п. Электроснабжение осуществлялось главным образом на постоянном токе. Однако изобретение в 1876 г. Яблочковым П.Н. трансформатора определило дальнейшее развитие энергетики на переменном токе. Возможность изменения параметров напряжения трансформаторами позволило с одной стороны согласовывать параметры генераторов и объединять их на параллельную работу, а с другой стороны – повышать напряжение и передавать энергию на значительные расстояния. С появлением в 1889 г. трехфазного асинхронного электродвигателя, разработанного Доливо-Добовольским М.О., развитие электротехники и электроэнергетики получили мощный толчок.
22 декабря 1920 года на 8 съезде Советов был принят план ГОЭЛРО, рассчитанный на 10-15 лет и предусматривающий сооружение 30 новых районных ТЭС и ГЭС общей мощностью 1,75 ГВт и строительство сетей 35 и 110 кВ для передачи мощности к узлам нагрузки и соединения электростанций на параллельную работу. В 1921 годусозданы первые энергосистемы: МОГЭС в Москве и «Электроток» в Ленинграде. Под энергетической системой понимают совокупность электростанций, линий электропередач, подстанций и тепловых сетей, связанных общностью режимов и непрерывностью процессов производства, преобразования, передачи, распределения электрической и тепловой энергии.
При параллельной работе нескольких электростанций нужно было обеспечивать экономичное распределение нагрузки между станциями, регулировать напряжение в сети, не допускать нарушений устойчивой работы. Очевидным решением этих задач была централизация: подчинение работы всех станций системы одному ответственному инженеру. Так родилась идея диспетчерского управления. В СССР впервые функции диспетчера стал выполнять с 1923 г. дежурный инженер 1-й Московской станции, а в 1925 г. в системе Мосэнерго был организован диспетчерский пункт. В 1930 году созданы первые диспетчерские пункты на Урале: в Свердловском, Челябинском и Пермском районах.
Следующим этапом в развитии энергетических систем явилось создание мощных линий электропередачи, объединяющих отдельные системы в более крупные объединенные энергосистемы (ОЭС).
К 1955 году в СССР работают три ОЭС не связанные друг с другом:
— ОЭС Центра (Московская, Горьковская, Ивановская, Ярославская энергосистемы);
— ОЭС Юга (Донбасская, Днепровская, Ростовская, Волгоградская энергосистемы);
— ОЭС Урала (Свердловская, Челябинская, Пермская энергосистемы).
В 1956 году введены в работу две цепи дальней электропередачи 400 кВ Куйбышев – Москва, соединившей ОЭС Центра и Куйбышевскую энергосистему. При этом объединении на параллельную работу энергосистем различных зон страны (Центра и Средней Волги) было положено начало формированию Единой Энергосистемы (ЕЭС) европейской части СССР. В 1957 году ОДУ Центра переименовано в ОДУ ЕЭС европейской части СССР.
Начало формирования ЕЭС СССР следует отнести к 1970 году. В это время в составе ЕЭС работают параллельно ОЭС Центра (22,1 ГВт), Урала (20,1 ГВт), Средней Волги (10,0 ГВт), Северо-Запада (12,9 ГВт), Юга (30,0 ГВт), Северного Кавказа (3,5 ГВт) и Закавказья (6,3 ГВт), включающие 63 энергосистемы (из них 3 энергорайона). Три ОЭС — Казахстана (4,5 ГВт), Сибири (22,5 ГВт) и Средней Азии (7,0 ГВт) — работают раздельно. ОЭС Востока (4,0 ГВт) находится в стадии формирования. Постепенное формирование Единой энергосистемы Советского Союза путем присоединения объединенных энергосистем в основном завершилось к 1978 году, когда к ЕЭС присоединилась ОЭС Сибири, которая к тому времени уже была соединена с ОЭС Востока.
В 1979 году началась параллельная работа ЕЭС СССР и ОЭС стран-членов СЭВ. С включением в состав ЕЭС СССР объединенной энергосистемы Сибири, имеющей электрические связи с энергосистемой МНР, и организацией параллельной работы ЕЭС СССР и ОЭС стран – членов СЭВ создалось уникальное межгосударственное объединение энергосистем социалистических стран с установленной мощностью более 300 ГВт, охватывающее громадную территорию от Улан-Батора до Берлина.
Распад Советского Союза в 1991 году на ряд независимых государств привел к катастрофическим последствиям. Плановая социалистическая экономика рухнула. Промышленность практически встала. Множество предприятий закрылось. Над энергетикой нависла угроза полного развала. Однако ценой неимоверных усилий удалось сохранить ЕЭС России, реструктурировать ее, адаптировать к новым экономическим отношениям.
Современная Единая энергетическая система России (рис. 1.5) состоит из 69 региональных энергосистем, которые, в свою очередь, образуют 7 объединенных энергетических систем: Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Юга, Центра и Северо-Запада. Все энергосистемы соединены межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220…500 кВ и выше и работают в синхронном режиме (параллельно). В электроэнергетический комплекс ЕЭС России входит более 600 электростанций мощностью свыше 5 МВт. На конец 2011 года общая установленная мощность электростанций ЕЭС России составила 218 235,8 МВт. Ежегодно все станции вырабатывают около одного триллиона кВт∙ч электроэнергии. Сетевое хозяйство ЕЭС России насчитывает более 10 200 линий электропередачи класса напряжения 110…1150 кВ.
Параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Азербайджана, Белоруссии, Грузии, Казахстана, Латвии, Литвы, Молдавии, Монголии, Украины и Эстонии. Через энергосистему Казахстана параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Центральной Азии – Киргизии и Узбекистана. Через устройство Выборгского преобразовательного комплекса совместно с ЕЭС России работает энергосистема Финляндии, входящая в энергообъединение энергосистем Скандинавии НОРДЕЛ. От электрических сетей России осуществляется также электроснабжение выделенных районов Норвегии и Китая.
 | Рис. 1.5. Единая энергетическая система Российской Федерации |
Объединение отдельных энергетических систем в ЕЭС страны дает ряд технические и экономические выгоды:
— повышается надежность энергоснабжения потребителей за счет более гибкого маневрирования резервами отдельных электростанций и систем, суммарный резерв мощности сокращается;
— обеспечивается возможность увеличения единичной мощности электрических станций и установки на них более мощных блоков;
— общий максимум нагрузки объединенной системы снижается, так как совмещенный максимум всегда меньше суммы максимумов отдельных систем;
— сокращается установленная мощность объединенной энергосистемы за счет разновременности максимумов нагрузки в энергосистемах, расположенных на значительном расстоянии в направлении с востока на запад («широтный эффект»);
— облегчается возможность задавать экономически более выгодные режимы для любых электростанций;
— повышается эффективность использования различных энергетических ресурсов.
1.6. Электрические сети
Единая энергетическая система, как было показано выше, имеет четкую иерархическую структуру: делится на объединенные энергосистемы, которые в свою очередь делятся на региональные энергосистемы. Каждая энергосистема представляет собой электрическую сеть.
Электрические сети являются промежуточным звеном в системе источник-потребитель; они обеспечивают передачу электроэнергии от источников к потребителям и ее распределение [2]. Электрические сети условно подразделяют на распределительные (потребительские), районные (питающие) и системообразующие.
К распределительным электрическим сетям непосредственно подключаются электроприемники или укрупненные потребители электроэнергии (завод, предприятие, комбинат, сельхозпредприятие и т.п.). Напряжение этих сетей составляет 6…20 кВ.
Районные электрические сети предназначены для транспорта и распределения электроэнергии на территории некоторого промышленного, сельскохозяйственного, нефтегазодобывающего и (или) т.п. района. Эти сети в зависимости от местных особенностей конкретной энергосистемы имеют номинальное напряжение 35…110 кВ.
Системообразующие электрические сети с магистральными линиями электропередачи на напряжениях 220…750 (1150) кВ обеспечивают мощные связи между крупными узлами энергосистемы, а в объединенной энергосистеме – связи между энергосистемами и энергообъединениями.
Дата добавления: 2016-04-14 ; просмотров: 2633 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Когда Россия заменит уголь и газ энергией солнца и ветра
Политика развития так называемых новых источников энергии сформулирована в стратегических отраслевых документах — Доктрине энергетической безопасности и утвержденной в 2020 году Энергетической стратегии Российской Федерации до 2035 года. Правда, по самым благоприятным подсчетам, доля ВИЭ в российской энергосистеме к этому году составит 3-5%.
Выступая на Форуме стран — экспортеров газа (ФСЭГ), генеральный директор Российского энергетического агентства Минэнерго России Алексей Кулапин заявил о том, что пока ВИЭ не будут способны обеспечивать бесперебойное энергоснабжение, переходным топливом станет природный газ как наиболее чистый энергоресурс.
По словам председателя Наблюдательного совета Ассоциации «Совет производителей энергии» Александры Паниной, строительство объектов ВИЭ обходится значительно дороже, чем, например, угольных или газовых станций.
Основная доля среди ВИЭ в России приходится на гидроэнергетику. Генерация энергии от солнца, ветра и других источников, несмотря на огромный потенциал, развивается пока скромно.
Впрочем, за последние несколько лет в России начали производить оборудование для солнечной и ветровой энергетики, а также построили первые современные промышленные солнечные (СЭС) и ветровые (ВЭС) электростанции.
Солнечная энергетика в России
В марте 2021 года в России заработал закон о микрогенерации, благодаря которому у компаний и частных лиц появилась возможность продавать энергию во внешнюю сеть. Это значит, что домохозяйства, а также малые и средние предприятия, владеющие объектами микрогенерации, смогут поставлять избыточную электроэнергию в сеть — например, днем, когда потребление электроэнергии домохозяйством является низким, а выработка от домашней микро-СЭС — высокой. При этом выдача генерирующей мощности в сеть будет ограничена 15 кВт.
Но даже без этого темпы роста количества солнечных станций в России набирают обороты, особенно среди владельцев промышленных и коммерческих объектов. Во многих регионах РФ стоимость солнечной энергии уже ниже стоимости энергии из сети, а сроки окупаемости станций для предприятий снизились до пяти лет.
Татьяна Ланьшина, к.э.н., генеральный директор ассоциации «Цель номер семь», старший научный сотрудник РАНХиГС:
«Производство солнечной электроэнергии стало коммерчески целесообразным для многих небольших компаний, особенно в южных регионах страны. Малый и средний бизнес платит за электроэнергию больше всех — например, в Краснодарском крае тариф для МСП может достигать ₽11 за 1 кВт·ч. При этом стоимость производства электричества за счет энергии солнца в Краснодарском крае может составлять от ₽4,5 за 1 кВт·ч».
Самые крупные СЭС России — Старомарьевская СЭС в Ставропольском крае мощностью 100 МВт, Фунтовская СЭС мощностью 75 МВТ в Астраханской области, Самарская СЭС мощностью 75 МВт.
Как следует из недавно опубликованного исследования, перспективными регионами для развития солнечной энергетики могут стать Амурская область, Еврейская автономная область, Забайкальский край, Приморский край, Республика Алтай, Республика Бурятия, Республика Дагестан, Республика Тыва. В этих регионах солнечная генерация может обойтись менее чем в ₽4 за 1 кВт·ч. Интересно, что солнечных дней в некоторых городах Дальнего Востока, например, в Хабаровске, больше, чем в Сочи.
Ветроэнергетика в России
Размер российского ветроэнергетического рынка невелик и составляет менее 1% от мирового. Россия является единственной крупной экономикой мира, в которой ветроэнергетика только начинает делать первые шаги. Но есть и положительные тенденции — общая установленная мощность ВЭС в нашей стране составляет более 1 ГВт, причем за прошедший 2020 год ввели в эксплуатацию ряд новых ветроэнергетических установок общей мощностью 700 МВт.
Самые крупные ВЭС — Кочубеевская ВЭС мощностью 210 МВт в Ставропольском крае и Адыгейская ВЭС мощность 150 МВт. Обе ветроэлектростанции были построены при помощи дочерней компании «Росатома».
Как российский бизнес заинтересовался ВИЭ
В России начинает формироваться корпоративный спрос на электроэнергию от ВИЭ, в первую очередь, на фотовольтаические установки. Компании привлекают снизившаяся за последние годы стоимость солнечных модулей и возможность с их помощью экономить на тарифах на электроэнергию.
В середине апреля инвестиционное подразделение Ingka Group (материнской компании IKEA) заявило о крупнейшей сделке стоимостью ₽21 млрд, в результате которой компания приобрела 49% акций в восьми солнечных фотоэлектрических парках в разных регионах России. Солнечная энергия, полученная из них, позволит обеспечивать электричеством все 17 магазинов IKEA в России, а также несколько ТРЦ Мега. Это первая инвестиция такого масштаба иностранной компании в развитие ВИЭ в России.
Свои объекты ВИЭ есть у корпораций «Лукойл» (10 МВт), «Газпром» (1,2 МВт), L‘Oreal (500 кВт), СИБУР (471,5 кВт), «Полиметалл» (пока 1 МВт, но ведется строительство), агропромышленного комплекса «Ам-Ам» (300 кВт — 1-я очередь), предприятий «Транснефти» (496 кВт). Еще ряд компаний строят СЭС мощностью 100 и более кВт.
Примеры использования ВИЭ российскими компаниями
Фотоэлектрическая система энергоснабжения (ФЭС) мощностью 252 кВт на своем предприятии в Новокуйбышевске.
СЭС мощностью 1,2 МВт на Омском нефтеперерабатывающем заводе.
Строительство новых СЭС на неиспользуемых площадках НПЗ в Саратове и Волгограде, а также проекты по строительству ВЭС.
АО «Сибурэнергоменеджмент» (входит в «СИБУР Холдинг»)
Договор с ПАО «ТГК-1» на поставку энергии, выработанной на Лесогорской ГЭС.
Новый цех в соответствии со стандартами «зеленого» строительства LEED в индустриальном парке Ворсино в Калужской области, и собственная СЭС, которая обеспечивает объект энергией.
Строительство СЭС и ветрогенераторов в Аксайском районе Ростовской области общей мощностью 200 КВт для обеспечения энергией ТРК Мега.
Совместное предприятие российского подразделения энергетического концерна Fortum и РФПИ начало обеспечивать поставки электроэнергии, произведенной ветропарками в Ростовской области, на завод Procter&Gamble в Новомосковске Тульской области.
Первой среди горнолыжных баз России установила пилотную солнечную электростанцию мощностью 80 кВт.
Торговый комплекс Гарант (Краснодар)
Сетевая солнечная электростанция установленной мощностью 427 кВт.
«За 2019-20 годы российскому бизнесу удалось реализовать несколько пилотных проектов. Теперь компании знают, как это работает, и видят, как с помощью солнца можно реально экономить деньги. Поэтому в ближайшие год-два рынок СЭС для бизнеса вырастет многократно, особенно среди владельцев складов и коммерческой недвижимости, для которых СЭС стоят меньше всего. Мир прошел этот этап на пару лет раньше, так что динамика мирового рынка только подтверждает этот прогноз для нашей страны», — уверен гендиректор Neosun Energy Илья Лихов.
Аналитики Neosun Energy также изучили ввод нового генерирующего оборудования в работу на электростанциях ЕЭС России за пять лет. Выяснилось, что по сравнению с 2015 годом объекты, функционирующие на основе использования ВИЭ, в 2019 году стали строиться в девять раз чаще. Даже два года назад прогнозировать такое было сложно — в 2018 году на возобновляемые источники энергии приходилось всего 7,6% введенного нового генерирующего оборудования, но по итогам 2019 их доля выросла почти в четыре раза — до 29,1%.
Большая часть построенных в 2019 году объектов ВИЭ пришлась на солнечные электростанции (57%, в 2017 году — 29%). Вторую строчку заняли ГЭС (38%, в 2017 году — 64%), а третью ВЭС (5%, в 2017 году — 7%).
«В 2019 году в мире на проекты ВИЭ пришлось почти 75% всех новых запущенных в эксплуатацию объектов генерации. При этом 90% из них — это солнечные и ветровые электростанции. Росту доли таких проектов на рынке энергетики будут способствовать дальнейшее снижение капитальных затрат при строительстве объектов ВИЭ, скорость их ввода в эксплуатацию и сокращение сроков окупаемости», — полагает Лихов из Neosun Energy.
В декабре 2020 года стали доступны российские «зеленые» сертификаты, выпускаемые по стандартам I-REC. Кроме того, специалисты прогнозируют корпоративный спрос на ветропарки, а также интерес к созданию «зеленых» особых экономических зон, в том числе на базе уже существующих территорий со специальным статусом, в которых инвестору будут предложены налоговые льготы, зеленая инфраструктура и электроэнергия от ВИЭ.
Есть ли будущее у альтернативных источников энергии в России
Несмотря на положительные тенденции, об активном развитии ВИЭ в России речи пока не идет.
Полноценному развитию ВИЭ в России препятствует отсутствие амбициозных национальных целей в области развития ВИЭ, а также распространенность неверных убеждений, считает Ланьшина из РАНХиГС. «Например, многие жители страны, включая лиц, принимающих решения, сомневаются, что за счет энергии солнца и ветра можно стабильно снабжать предприятия электроэнергией, считают, что для солнечной электростанции необходима огромная территория, а также не знают о том, что в России производство солнечной электроэнергии сегодня может стоить менее ₽4 за 1 кВт·ч», — добавляет она.
Еще одна из причин отсутствия развития в этой сфере — недостаточное количество специалистов в области ВИЭ.
Илья Лихов, гендиректор Neosun Energy:
«К сожалению, в России слабая инженерная база. У нас мало инженеров, ориентирующихся в современном оборудовании и технологиях, которые могли бы заниматься практическим обучением новых специалистов. Сейчас институт инжиниринга в России — это наследие СССР, которое с 1980-х годов эволюционирует очень медленно, а зачастую и вовсе закрыто к современным идеям».
В комплексе изменить систему поможет развитие образовательных проектов. Так, группа «Роснано» с издательством «Точка.Digital» и Ассоциацией развития возобновляемой энергетики выпустили учебное пособие «Развитие возобновляемой энергетики в России: технологии и экономика».
С конца 2019 года в России работает образовательный проект «Солнечные школы» — на крышах школ устанавливаются фотоэлектрические модули для производства электроэнергии. При этом солнечная энергия накапливается с помощью современных аккумуляторных систем, а электроэнергию, полученную с ее помощью, можно использовать в школе — например, для освещения или зарядки смартфонов.
Ирина Головашина, представитель Гёте-Института в Москве:
«На уроках дети могут сами познакомиться с принципами работы фотоэлектрических систем. Сейчас солнечные панели установлены на крышах школ в Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Краснодаре, Калининграде, Уфе и Ульяновске. При этом каждая школа-участница проекта получила в подарок «Чемоданчики для экспериментов», с помощью которых ученики могут выполнять различные лабораторные работы и углублять практические навыки».
Развиваться в этой сфере заинтересованные школьники смогут в проекте «Солнечные Университеты», который реализует МЭИ вместе с компаниями eclareon и НП «Евросолар». В нем участвуют вузы из Москвы, Калининградской области, Краснодарского края, Башкортостана, Ульяновской и Самарской областей и многие другие.
Татьяна Андреева, проект-менеджер eclareon GmbH, координатор проекта «ENABLING PV in Russia»:
«Цель проекта — создать сеть между университетами и «солнечными школами» и предложить выпускникам семи школ подходящую платформу и пул знаний для обучения в области энергетических технологий и энергетической промышленности в сфере ВИЭ. Участвующие российские университеты будут объединяться с немецкими университетами, научно-исследовательскими институтами, уже создавшими учебные и образовательные программы, а также исследовательские проекты в области фотовольтаики и ВИЭ».
Число образовательных проектов будет неизбежно увеличиваться, ведь ВИЭ продолжают создавать многочисленные рабочие места по всему миру. Согласно данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), количество рабочих мест в секторе достигло в 2020 году 11,5 млн по всему миру. Большинство работ — в сфере солнечной энергетики, здесь заняты 3,8 млн сотрудников.