Энергетика Украины на основе ВИЭ

Введение

Возобновляемая энергетика Украины на 1 июля 2021 года имела установленную мощность 9225 МВт (100%). Наибольшую мощность имели солнечные электростанции (СЭС) — 7284 МВт (79%), в том числе сетевые — 6351 МВт и СЭС домохозяйств — 933 МВт. На втором месте ветроэлектростанции (ВЭС) — 1593 МВт. Электростанции на биотопливе имели мощность 230 МВт, в том числе на биомассе — 119 МВт, на биогазе 111 МВт. Малая гидроэнергетика имела мощность 118 МВт. Солнечное и геотермальное теплоснабжение не получили на Украине распространения. В предлагаемой статье описана деятельность Института возобновляемой энергетики Национальной академии наук Украины (ИВЭ НАНУ), результаты госрегулирования рынка ВЭ, состояние дел с производством оборудования СЭС и ВЭС.

Украина из всех постсоветских стран имеет наибольшие успехи в развитии возобновляемой энергетики (ВЭ). Суммарная установленная мощность ВЭ этой страны в 2021 году составила 9225 МВт (11,6% в общем энергобалансе), а в России — 5216 МВт (10,2% в общем энергетическом балансе).

Лидерами возобновляемой энергетики Украины являются Днепропетровская (1164 МВт), Херсонская (1083 МВт) и Николаевская (1074 МВт) области (uwea.com.ua). В основном это результат концентрации исследований в Институте возобновляемой энергетики НАНУ [1], успешной адаптации германского законодательного и организационного опыта. «Зелёные» тарифы Украины являются одними из самых больших в Европе, а гарантированная реализация электроэнергии ВЭ создала привлекательный для инвесторов рынок. С 2021 года для снижения стоимости сооружаемых объектов введены дополнительно аукционы инвесторов [2].

Солнечная энергетика

Лидером ВЭ Украины является солнечная энергетика. Суммарная установленная мощность СЭС страны в 2021 году составляла 7284 МВт (доля в энергобалансе ВЭ — 79%). Бóльшая часть солнечной генерации представлена сетевыми СЭС единичной мощностью до 240 МВт (их суммарная установленная мощность составляла 6351 МВт или 87%). Значительным сегментом рынка ВЭ стали СЭС частных домовладений единичной установленной мощностью до 50 кВт — 933 МВт (13%). Наибольших успехов в развитии солнечной энергетики достигла Днепропетровская область — 1134 МВт, а крупнейшим инвестором является Донецкая топливно-энергетическая компания (ГК «ДТЭК ВИЭ» Украины), которая построила 30 СЭС суммарной установленной мощностью 1 ГВт, в том числе три мощностью по 200 МВт (Ботиевская, Приморская, Никольская). Этот и другие украинские инвесторы применяют в основном фотоэлектрические модули (ФЭМ) китайского производства, причём локализация их производства на Украине отсутствует. Вторым по объёмам строительства СЭС является инвестфонд VB Capital Group (США): 26 СЭС общей мощностью 536 МВт. Компания Vindkraft (Швеция) построила шесть СЭС общей мощностью 301 МВт, а компании Андрея Григоренко (в том числе ООО «Ингулец-Энерго-2″) — 20 СЭС общей мощностью 290 МВт. В первом полугодии 2021 года объём ввода в эксплуатацию СЭС составил 254 МВт, что втрое меньше, чем было в 2020-м.

Во второй половине XX века Украинская ССР была лидером Советского Союза по солнечному теплоснабжению. Научные исследования, разработку и производство солнечных коллекторов, а также проектирование гелиоустановок выполнял Институт «КиевЗНИИЭП» [3]. По разработанному в нём проекту в Крыму была построена самая большая в СССР гелиоустановка пансионата «Кастрополь» площадью 1600 м². В Запорожье располагалось крупнейшее в СССР производство фотоэлектрических модулей.

В настоящее время на Украине солнечное теплоснабжение не получило распространения. Государственная программа льготного кредитования «Тёплые кредиты», работающая с 2014 года, не дала результатов. В городе Ровно (северо-запад страны) была построена гелиоустановка с 18 солнечными коллекторами для жилого дома (54 м²) [4], а самая большая гелиоустановка площадью 474 м² с 252 солнечными коллекторами фирмы ООО «ПКК Синтэк» (город Запорожье) сооружена в городе Мариуполе Донецкой области.

Научными исследованиями по солнечной энергетике на Украине занимаются в основном ИВЭ НАНУ (д.т.н. В. А. Резцов) и Херсонский технический университет (ХНТУ). В «Атласе энергетического потенциала» [5] представлены значения солнечной радиации всех регионов Украины, в статье [4] — результаты оценки потенциала солнечной радиации. В работе [6] представлена методика обоснования эффективности солнечного теплоснабжения, а в статье [7] описана методика выбора площадок СЭС. В работах [8, 9] приводятся результаты оптимизации компоновки солнечных коллекторов и потери их мощности при затенении.

Ветроэнергетика

Суммарная установленная мощность ВЭ Украины на 1 июля 2021 года составляла 1593 МВт, их доля в энергобалансе ВЭ страны — 17,3%. Региональным лидером ВЭС является Запорожская область — 596 МВт. Основным инвестором ветроэнергетики, как и солнечной, является ГК «ДТЭК ВИЭ». Самой мощной является Ботиевская ВЭС — 200 МВт в Запорожской области. Для получения льготного «зелёного» тарифа с 2021 года право на сооружение сетевых ВЭС мощностью свыше 5 МВт приобретается на специальных аукционах. При строительстве ВЭС применяется в основном зарубежное оборудование: датской фирмы Vestas мощностью до 3,8 МВт (V-126), американской General Electric мощностью до 3,8 МВт (GE-3.8–130). В городе Краматорске Донецкой области организовано сборочное производство ВЭУ типа WTU германской фирмы Fuhrkander AG мощностью до 4,5 МВт с изготовлением гондол и башен.

Малая гидроэнергетика, биоэнергетика и геотермальное теплоснабжение

В настоящее время на Украине построены 154 малых гидроэлектростанций (МГЭС) общей мощностью около 120 МВт. По установленной мощности МГЭС в стране лидирует Винницкая область — 25 МВт. Исследования по тематике МГЭС выполняет в основном Институт возобновляемой энергетики НАНУ [10, 11].

Биоэнергетика имеет суммарную установленную мощность 230 МВт, в том числе БиоЭС на биомассе — 119 МВт, БиоЭС на биогазе — 111 МВт.

Геотермальное теплоснабжение курортных объектов осуществляется в Закарпатской области в сёлах Кусонь и Береговое. Перспективы развития геотермии представлены в статьях [12, 13], теоретические проблемы — в книге [14], вопросы поверхностной геотермии с тепловыми насосами — в статье [15].

На рис. 1 представлены значения установленной мощности возобновляемой энергетики Украины на 1 июля 2021 года.

Рис. 1. Установленные мощности электростанций на ВИЭ Украины (на 1 июля 2021 года)

Выводы

1. В основе успехов развития возобновляемой энергетики Украины — научные разработки Института возобновляемой энергетики НАНУ, в котором по каждому направлению работают специализированные отделы. Разработан и регулярно актуализируется «Атлас возобновляемой энергетики». Институт ежемесячно издаёт научно-практический журнал «Возобновляемая энергетика». В стране активно работают специализированные научно-технические общества по ВЭ.

2. На Украине функционирует госсистема стимулирования развития электрогенерации на основе ВИЭ с использованием «зелёных» тарифов и гарантированного выкупа выработанной электроэнергии. В 2021 году эта система для снижения стоимостей дополнена аукционами инвесторов. Теплогенерация на основе ВИЭ не получила существенного развития.

3. Производство оборудования ВИЭ на Украине в основном не локализовано. Исключением является сборочное производство ВЭУ в городе Краматорске Донецкой области.