Перспективы спроса на гелиоустановки в России

Солнечное теплоснабжение в мире является вторым по объемам использования видом ВИЭ. В соответствии со статистическими данными по развитию солнечного теплоснабжения стран мира можно ознакомиться в публикациях, которые ежегодно делает Институт прикладных исследований AEE INTEC (Австрия) по заданию Международного энергетического агентства (МЭА). В текущем году в данных отчетных материалах впервые была дана информация по российским гелиоустановкам (ГУ). При установленной мощности всех солнечных систем теплоснабжения мира 330 ГВт (471 млн м²) с ежегодной выработкой тепловой энергии 281 ТВт⋅ч в нашей стране работали гелиоустановки общей установленной мощностью 8,76 МВт (12 514 м²), включая 11 504 м² (92 %) с плоскими солнечными коллекторами и 1010 м² (8 %) с вакуумными СК.

По уточненным данным, в Ставропольском и Краснодарском краях, Бурятии, Волгоградской и Астраханской областях суммарно находится в эксплуатации 307 ГУ общей площадью 16 440 м² (13,15 МВт). На рис. 1 показана структура гелиоустановок России по признаку назначения. Наибольшее количество гелиоустановок установлены на солнечно-топливных котельных 4756 м² (28,9 %). Второе место занимает ГУ санаториев и гостиниц — 3826 м² (23,4 %). Достаточно большая группа гелиоустановок работает на социальных объектах — 3014 м² (18,3 %), а также на производственных предприятиях — 3000 м² (18,3 %). Дома, в которых проживает одна семья, обслуживает 1345 м² (8,2 %) ГУ ГВС. На аналогичных домах на отопление и ГВС эксплуатируется 210 м² (1,3 %) СК. Воздушные ГУ составляют 40 м² (0,2 %), а гелиоустановки плавательных бассейнов — 21 м² (0,1 %).

Столь скромные результаты определяются рядом факторов. В России отсутствует федеральный закон об использовании возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и государственная поддержка их развития. ГУ в вышеуказанных регионах строятся при минимальной поддержке соответствующих администраций. В стране нет серийного производства основного оборудования ГУ — солнечных коллекторов (СК), а применение качественных европейских СК при существующих тарифах на энергоресурсы приводит к большим срокам окупаемости.

Для развития солнечного теплоснабжения принципиально важно оценить потенциальный российский рынок. В настоящее время существует экспертная оценка этого рынка в концепции развития энергетики России до 2030-го года в размере 10 млн м². Ежегодно устанавливается около 5400 м² солнечных коллекторов, в том числе 90 % зарубежных [1].

Россия сравнительно недавно приступила к развитию солнечного теплоснабжения, поэтому необходимо оценить структуру мирового рынка ГУ.

В мире преобладают ГУ горячего водоснабжения (ГВС) односемейных домов — 85 %. В Европе доля таких установок меньше — 65 %. На втором месте там комбинированные ГУ для отопления и ГВС — 19 %. На третьем месте ГУ большой мощности ГВС для многосемейных домов, туристических и социальных объектов — 13 %. В Европе каждая страна имеет свою структуру гелиоустановок. В Германии ГУ ГВС односемейных домов составляют 45 %, а комбинированные (отопление и ГВС) — 43 %. Такая структура определяется государственной поддержкой. В Израиле преобладают ГУ ГВС многосемейных домов (78 %), что объясняется законодательным запретом строительства таких домов без ГУ. В Турции большинство (92 %) гелиоустановок работает на ГВС односемейных домов.

Зарубежные рынки ГУ созданы в основном мерами государственного регулирования. В Израиле, Испании, на Кипре вновь строящиеся объекты по соответствующим законам должны обязательно оборудоваться ГУ. В Италии, Испании, Бразилии применяется государственное субсидирование их стоимости (до 55 %). Субсидирование производителей солнечных коллекторов, льготные банковские кредиты на сооружение ГУ характерны для США, Израиля, Китая. Тарифные дотации при эксплуатации ГУ применяют Германия и США.

В России в настоящее время отсутствует государственная поддержка развития ВИЭ в том числе солнечного теплоснабжения. Возможными мерами стимулирования развития могут быть: субсидии региональных бюджетов для развития малого бизнеса, специальные тарифы на электроэнергию, рекомендуемые региональными энергетическими комиссиями при использовании ГУ, субсидии производителям оборудования ГУ.

Перспективы развития российской гелиотехники определяются в основном уровнем суммарной солнечной радиации регионов и окупаемостью ГУ в сравнении с традиционными энергоустановками. Достаточные значения суммарной радиации на горизонтальной поверхности от 3 до 4,5 кВт⋅ч/(м²⋅день) [2] имеют 18 регионов — среди них приоритетны Краснодарский, Ставропольский края и Крым, где имеются высокие значения солнечной радиации, перспективы экономического роста, опыт практического использования ГУ.

В России приемлемые (до семи лет) сроки окупаемости имеют гелиоустановки южных регионов нашей страны [4] с годовой солнечной радиацией в плоскости коллекторов 1000-2000 кВт⋅ч/м² с удельной стоимостью до 15 тыс. руб/м² и круглогодичным режимом работы при замещении тепловой энергии стоимостью от 2 руб/кВт⋅ч.

Гелиоустановки ГВС многосемейных домов, санаториев и гостиниц России составляют второй по значимости сектор (23,4 %). Оценка рынка этого сектора выполнена для Краснодарского края, который занимает в России первое место по числу отдыхающих. Согласно данным статистики, в этом регионе ежегодно отдыхает около 10 млн человек

ГУ ГВС односемейных домов выполняются в основном термосифонными. В отличии от других стран мира, в России они не получили широкого применения из-за их относительной дороговизны (поставки зарубежных производителей) и относительной дешевизны замещаемой энергии. Практически они могут конкурировать только с электронагревателями. Для самой простой ГУ (с естественной циркуляцией — термосифонной) односемейного дома с баком на 150 л (семья из трех человек при суточном расходе 50 л на человека) со стоимостью ГУ с установкой 4050 тыс. рублей и тарифом на электроэнергию 3,76 руб/кВт для условий солнечной радиации Краснодарского края при круглогодичной эксплуатации окупаемость составит семь лет.

При снижении этого срока до трех лет для массового спроса стоимость таких ГУ не должна превышать 20 тыс. рублей, что меньше стоимости ГУ китайских производителей при отсутствии гарантии их качества. В России сертифицированные СК производит только НПО «Машиностроение» (город Реутов, Московская область) при оптовой стоимости СК площадью 2 м² около 12 тыс. рублей. Насосные ГУ с разнесенным расположением СК и бака-аккумулятора имеют стоимость в полтора-три раза большую, чем термосифонные. Соответственно возрастает их срок окупаемости. В результате анализа предложений российских поставщиков ГУ по экспертной оценке в России при отсутствии государственной поддержки рынок ГУ ГВС односемейных домов в отличии от других стран мира не является самым массовым. Его объемы оцениваются в настоящее время до 30 тыс. м².

Гелиоустановки ГВС многосемейных домов, санаториев и гостиниц России составляют второй по значимости сектор (23,4 %). Оценка рынка этого сектора выполнена для

Краснодарского края, который занимает в Российской Федерации первое место по числу отдыхающих. Согласно данным статистического сборника [3], в данном регионе ежегодно отдыхает около 10 млн человек. При этом большинство людей (93 %) предпочитает побережье Черного и Азовского морей.

Согласно статистике, в коллективных средствах размещения (санатории, гостиницы) отдохнуло 2726 тыс. человек (21,6 %), а самостоятельно (мини-отели, аренда квартир и домов, кемпинги) — 4365 тыс. человек (34,6 %).

Максимальное число отдыхающих зафиксировано в августе. В августе курорты посетили 40 % всех самостоятельных отдыхающих, что составляет 1746 тыс. человек. 58 % коллективных средств размещения имеет сезонный характер (июнь, июль, август, сентябрь). Соответственно, среднее ежемесячное число отдыхающих там составляет 395 тыс. человек. Таким образом, в августе общее число отдыхающих достигает 2141 тыс. человек. При суточном потреблении одним человеком 50 л горячей воды средняя площадь СК составит 0,5 м² на человека. Соответственно, на ГВС площадь ГУ для отдыхающих в августе составит 1070 тыс. м². Для экспертной оценке при оснащении гелиоустановками только половины отелей и санаториев Краснодарского края их количество составит около 535 тыс. м².

Согласно Методике оценки экономической окупаемости для ГУ гостиниц, при использовании СК НПО «Машиностроения» (город Реутов, Московская область) при стоимости 7000 руб/м² и замещение ими электронагрева при стоимости с 01.07.2014 в Краснодарском крае 3,76 руб/кВт⋅ч (одноставочный тариф) срок окупаемости составит шесть-семь лет, что весьма значительно для субъектов малого предпринимательства, которые составляют большинство в этом секторе. Согласно статистике, в Краснодарском крае даже в секторе коллективных мест размещения доля малого бизнеса составляет 76,4 %.

Согласно статистике [3], если Краснодарский край по числу отдыхающих на первом месте (13,19 %), то на втором месте Ставропольский край (3,59 %). С 2014-го года вторым по значимости рынком ГУ является Крым. Другие регионы (Ленинградская, Челябинская области, Татарстан) не перспективны по потенциалу солнечной радиации. Следовательно, потенциальный рынок ГУ отелей и санаториев можно оценить в 1,07 млн м². Стимулирование строительства таких гелиоустановок в современных условиях в Краснодарском крае осуществляется субсидиями малому бизнесу согласно программе «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности» на территории Краснодарского края на период 2011-2020 годов.

В Европе, близкой по условиям солнечной радиации к южным регионам России, в структуре ГУ на втором месте (19 %) комбинированные установки (отопление и ГВС). В Германии их доля составляет почти половину (43 %). В России в ряде регионов с высокой стоимостью электроэнергии получили распространение комбинированные ГУ. Так, в Хабаровском крае такие установки строятся с плоскими СК фирмы Ariston. При этом их площадь определяется в основном местом размещения СК. В статье [4] на примере двухэтажного коттеджа общей площадью 400 м^{1 2 3 4 5 6 7} в городе Геленджике при размещении СК на всей площади кровли в январе (самом холодном для этого города месяце) ГУ выработает только 60 % потребного количества тепловой энергии на отопление и ГВС. Отопительные нагрузки полностью будут покрываться в октябре, ноябре, марте, апреле. В то же время, в летнее время будет иметь место 20-кратная избыточная производительность ГУ.

По опыту Германии средняя площадь комбинированных ГУ составляет 30-40 м². По статистике, в России в 2013-м году было 17,8 млн односемейных жилых домов (ОЖД) общей площадью 1058 млн м². Ежегодный прирост строительства ОЖД составил 2 % или 360 тыс. шт. При установке на 5 % строящихся ОЖД при средней площади ГУ 30 м² общая годовая потребность ОЖД составит 540 тыс. м².

В Европе, близкой по условиям солнечной радиации к южным регионам России, в структуре ГУ комбинированные установки на втором месте (19 %)

Как следует из рис. 1, в нашей стране самое большое количество СК эксплуатируется на солнечно-топливных котельных (28,9 %). В Европе наилучшие экономические показатели имеют ГУ большой мощности мегаваттного класса [5], стоимость тепловой энергии которых ниже традиционных котельных на органическом топливе. В России результаты эксплуатации ГУ большой мощности, например, в городе Нариманов Астраханской области площадью 4400 м², пока отсутствуют. В Краснодарском крае эксплуатируется ГУ котельных малой мощности площадью 20-50 м² со сроком окупаемости 3-5 лет [6]. Приемлемые сроки окупаемости определяются сокращением в летнее время эксплуатационного персонала и экономией топлива в котлах.

На примере Краснодарского края выполнена оценка потребности в солнечно-топливных котельных. В данном регионе для теплоснабжения работает 8280 котлов установленной мощностью 9200 МВт [7], из которых котлы малой мощности составляют 2120 МВт. При оборудовании СК 5 % этих котельных общая мощность солнечно-топливных котельных Краснодарского края составит 106 МВт (150 тыс. м²). Оценка годовой потребности России в целом в солнечно-топливных котельных достигает 450 тыс. м².

Российский рынок солнечных коллекторов может составить (рис. 2) 2090 тыс. м², в том числе гостиницы и санатории — 1070 тыс. м², комбинированные ГУ ОЖД (отопление и ГВС) — 540 тыс. м², солнечно-топливные котельные — 450 тыс. м², ГУ ГВС для ОЖД — 30 тыс. м².