Великий изобретатель Никола Тесла в своё время сказал: «Наш мир погружен в огромный океан энергии... Всё вокруг вращается, движется — всё энергия. Перед нами грандиозная задача — найти способы добычи этой энергии. Тогда, извлекая её из этого неисчерпаемого источника, человечество будет продвигаться вперёд гигантскими шагами». Он был абсолютно прав. Технологические достижения последних десятилетий в области освоения возобновляемых источников энергии (ВИЭ) говорят о том, что человечество на данном направлении уже добилось неплохих результатов и имеет огромные перспективы. Россия только становится на путь массового использования ВИЭ. В последние годы принят целый ряд нормативных актов и реализовано несколько пилотных проектов. В основу данного материала лёг второй ежегодный Аналитический доклад «Возобновляемые источники энергии в России: итоги 2014 года», выпускаемый некоммерческим партнёрством «Совет участников рынка ВИЭ». В документе собран большой объём информации министерств и ведомств, регионов Российской Федерации, отраслевых конференций и выставок. В статье рассказано о главных событиях, произошедших в сегменте ВИЭ в прошедшем году, результатах конкурсных отборов, а также о реализованных проектах с использованием ВИЭ.
Проекты на основе ВИЭ’2014. Конкурсный отбор
В 2014 году прошёл второй конкурсный отбор проектов в области ВИЭ. Ниже мы приводим его результаты.
Ветрогенерация. В сегменте ветрогенерации была запланирована следующая динамика вводимых мощностей:
2015 год — 250 МВт, 2016-й — 235 МВт, 2017-й — 410 МВт, а в 2018-м — 750 МВт. В текущем году планируется ввести в эксплуатацию объекты мощностью всего 51 МВт (что составляет 20 % от лимита). В последующие годы запланированных пусков новых ветроэлектростанций нет. В настоящее время принято Распоряжение Правительства РФ №1472 от 28 июля 2015 года, направленное на изменение ситуации в этом секторе.
Технологические достижения последних десятилетий в области освоения возобновляемых источников энергии свидетельствуют — человечество в этом направлении уже добилось некоторых результатов и имеет огромные перспективы. А мы только становимся на этот путь
Солнечная генерация. В сегменте солнечной генерации запланированные к вводу мощности и фактические мощности объектов, которые намерены ввести в эксплуатацию победители конкурсов, соотносятся так: 2015 год — 25/25 МВт, 2016-й — 51/40 МВт, 2017-й — 150/155 МВт, 2018-й — 270/285 МВт. Как мы видим, в секторе взяты обязательства, превышающие установленные лимиты.
Малая гидрогенерация. В сегменте малой гидрогенерации была запланирована следующая динамика вводимых мощностей: в 2015 году — 26 МВт, в 2016-м — 124 МВт, 2017-м — 124 МВт, а в 2018-м — 141 МВт. Фактически, мы можем пока рассчитывать только на пуск в 2017 году объектов ОАО «РусГидро» суммарной мощностью 20,64 МВт.
В табл. 1 мы приводим результаты отбора по объектам ВИЭ в 2014 году.
Если мы обратимся к общим результатам двух конкурсных отборов, которые прошли в 2013-2014 годах, в нашей стране за период 2014-2018 годов должно быть возведено объектов ВИЭ общей мощностью 1080 МВт, в том числе 156 МВт — ВЭС, более 904 МВт — СЭС и 20 МВт — МГЭС. Распределение вводимых объёмов по годам показано в табл. 2.
Достаточно интересна информация по распределению объёмов планируемой установленной мощности ВИЭ до 2018 года по субъектам Российской Федерации. Согласно имеющимся данным, пальму первенства по объёму вводимых мощностей ветроэлектростанций держит Республика Калмыкия — 51 МВт (к слову сказать — она единственная, где планируются к вводу ВЭС). Что касается малых ГЭС, то такие проекты планируются в двух регионах: в Ставропольском крае (15,04 МВт) и Карачаево-Черкесской Республике (5,6 МВт). Наибольшее количество географически разнесённых мощностей мы наблюдаем в секторе СЭС. Здесь установленные мощности распределяются следующим образом: Самарская область — 90 МВт, Ставропольский край — 75 МВт, Республика Бурятия — 70 МВт, Челябинская и Оренбургская области — по 45 МВт, Саратовская область и Забайкальский край — по 40 МВт, Волгоградская область — 25 МВт, Республика Башкортостан — 20 МВт, Белгородская и Иркутская области — по 15 МВт, Омская область и республика Дагестан — по 10 МВт, и завершает список Республика Алтай — 5 МВт.
Анализ значений предельных и заявленных капитальных вложений отображён на рис. 1.
В 2013 году по итогам конкурса снижение заявленных капитальных вложений относительно предельных уровней составляло около 1 %. В 2014 году по ВЭС и МГЭС снижения капитальных затрат не было. По объектам солнечной генерации с пуском в 2015 году уровень капитальных затрат снизился на 32 %, а в 2016-2018 годах — на 3 %.
По солнечной генерации установленные уровни капитальных вложений оказались достаточно привлекательными для инвесторов. Из представленных на конкурсах 2013-2014 годов 980 МВт было отобрано 904 МВт (82 %). В 2014 году были поданы заявки на 785 МВт, что в полтора раза выше лимита. В итоге квоты по установленной мощности были превышены на 2 %.
В сегменте ветроэнергетики из представленных на аукционах 2013-2014 годов 1,85 ГВт было отобрано только 8 % (156 МВт), а по проектам МГЭС — 5 % (20 из 433 МВт).
Большинство экспертов считает, что это связано с низкой экономической эффективностью проектов и не готовностью машиностроительных компаний производить ВЭУ с нужным уровнем локализации.
Результаты приведения цены 1 МВт-ч электроэнергии, вырабатываемой объектами ВИЭ и ТЭС к одноставочному тарифу, представлены на рис. 2. Как видно из этого рисунка, солнечная генерация наиболее дорогостоящая по сравнению с остальными видами генерации. При этом современные ветроэлектростанции с коэффициентом использования установленной мощности КИУМ = 37 % могут успешно конкурировать с угольной генерацией.
В мае-июне 2015 года был объявлен новый конкурсный отбор объектов на основе ВИЭ, но не было подано ни одной заявки.
Для разрешения противоречий в сфере возобновляемой энергетике в июне 2015 года было проведено совещание в Правительстве РФ, в результате которого были приняты следующие решения:
1. Продление до 2024 года периода достижения целевых показателей по объёму установленной мощности объектов на базе энергии ветра. Общая мощность объектов ветрогенерации до 2024 года должна составить 3600 МВт с возможностью реализации мощностей, невостребованных в 2013-2014 годах.
2. Снижение целевых показателей по локализации ветроэнергетического оборудования: в 2016 году — 25 %, в 2017-м — 40 %, в 2018-м — 55 %, в 2019-м — 65 %.
3. Увеличение целевых показателей капитальных вложений для объектов ветрогенерации до 110 тыс. руб. на 1 кВт установленной мощности с соответствующим снижением капитальных вложений до 2024 года.
Некоторые проекты на основе ВИЭ, реализованные в 2014 году, представлены далее.
Приволжский федеральный округ
Кировская область. В 2014 году в селе Ершовка на базе ООО «Сельхозсервис» при грантовой поддержке администрации Кировской области, была построена биогазовая установка для производства газа и удобрений.
В качестве сырья в агрегате есть возможность использовать всевозможные органические отходы, в том числе куриный помёт, навоз крупного рогатого скота, отходы пищевого, мясного и молочного производства, а также солому.
Расчётная мощность биореактора — 150 тонн биоудобрений и около 9000 м3 биогаза ежемесячно. Биогаз используется для обогрева производственных помещений и подогрева воды для фермы. Биологические удобрения применяются для собственных нужд и поступают в продажу.
Южный федеральный округ
Астраханская область. В сентябре 2014 года состоялся пуск солнечной электростанции «Наримановская». Мощность данной СЭС — 250 кВт.
С помощью СЭС производится подпитка насосов котельной, которая была введена в эксплуатацию в 2013 году. Котельная входит в состав тепловой солнечной станции. Тепловая солнечная станция обеспечивает горячее водоснабжение города Нариманова, в котором проживает около 13 тыс. человек.
Солнечная электростанция занимает площадь в 5000 м2 и включает в себя 1060 солнечных модулей мощностью по 230 Вт/пик. Модули произведены в Республике Казахстан.
Данный проект реализован компаниями «Энергия Солнца» и Bright Capital.
Сибирский федеральный округ
Республика Алтай. Во второй половине 2014 года закончилось возведение СЭС мощностью 5 МВт (Кош-Агачский район). Данная СЭС стала первым проектом, реализованным в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 28 мая 2013 года №449. Пуск СЭС даст возможность обеспечить снабжение электроэнергией нескольких районов, население которых — более 44 тыс. жителей.
В течение нескольких лет в Республике Алтай запланировано возведение пяти солнечных электростанций суммарной мощностью 45 МВт.
Калининградские специалисты из ГТУ получили патент на инновационную технологию производства биотоплива и строительных материалов из отходов промышленного производства. Российское патентное свидетельство, выданное изобретателям, получило название «Высоконаполненный композиционный материал»
Кроме того, есть планы строительства нескольких гибридных солнечно-дизельных электростанций. Пионером в ряде таких автономных станций стала энергетическая установка мощность 100 кВт в селе Яйлю. За один год работы энергетическая установка дала возможность получить экономию в объёме до 50 тонн дизельного топлива.
Томская область. В сентябре 2014 года в пригороде Томска появилась частная гидроэлектростанция мощностью 1 МВт, работающая от сточных вод очистных сооружений. Подобное сооружение — это новое направление в развитии возобновляемой энергетики. Вырабатываемая электроэнергия используется для нужд самих очистных сооружений.
Электроэнергия от МГЭС поступает в общую сеть и покупается «Томскэнергосбытом». Помимо использования по прямому назначению, на станции планируется организовать практическое обучение студентов Томского политехнического университета.
Дальневосточный федеральный округ
Сахалинская область. С начала 2014 года в посёлке Головнино работает ветродизельный комплекс мощностью 885 кВт. Он снабжает электроэнергией села Головнино и Дубовое, а также военную часть на острове Кунашир.
Достижения российских производителей и коллективов НИИ в сфере ВИЭ
В апреле 2014 года калининградские специалисты из Государственного технического университета (ГТУ) получили патент на инновационную технологию производства биотоплива и строительных материалов из отходов промышленного производства. Патентное свидетельство, выданное изобретателям, получило название «Высоконаполненный композиционный материал». Для производства экологического угля можно использовать не поддающиеся переработке нефтепродукты, морские водоросли, кору деревьев. «Экоуголь» из смол может использоваться в качестве топлива для небольших котельных: он не содержит серы, окиси которой выделяются при горении и вредны для атмосферы.
Также есть возможность применения смолы для синтеза особых растворов, которые применимы в строительстве. Данные составы позволяют обеспечить водо- и звукоизоляцию внутренних пространств зданий, а также защиту от радиации и вибрации.
В августе 2014 года на предприятии по производству солнечных модулей фирмы «Хевел» стартовал поэтапный пуск главных систем производственного конвейера. Это знаменательное событие произошло в Новочебоксарске. В проекте приняли участие инженеры компании Tokyo Electron Limited (TEL) (Япония). Завершение всех работ на финальном участке производства дало возможность выпуска тестовой партии изделии из стёкол с предварительным напылением.
Тонкоплёночные солнечные модули обладают малой себестоимостью, и при этом при повышенных температурах демонстрируют высокую эффективность. А кристаллическая технология производства солнечных модулей имеет свои преимущества: ей не страшна световая деградация, и такие модули имеют высокий КПД
Этот материал используется в качестве предварительно подготовленной основы, обеспечивающей поточную сборку солнечных модулей на реальном производственном предприятии. Параллельно профессионалы из Tokyo Electron Limited обеспечили пусконаладку на участке, где осуществляются начальные технологические операции полного производственного цикла.
В конце 2014 года на рассмотрение Научного совета Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе РАН был предоставлен разработанный в НТЦ тонкоплёночных технологий в энергетике промышленный образец солнечного элемента, в качестве основы которого — кристаллический кремний с КПД ~ 20 %.
Научно-исследовательские и опытноконструкторские работы, направленные на рост эффективности, проводились в интересах совместного предприятия ООО «Хевел» (учредители ГК «Ренова» и ОАО «Роснано»). В качестве базовой разработки была использована технология HIT-гетероперехода (Heteroj unction with Intrinsic Thin Layer). Она объединяет в себе две технологии производства солнечных модулей — тонкоплёночную и кристаллическую.
Тонкоплёночные модули обладают малой себестоимостью и, при этом, при повышенных температурах демонстрируют высокую эффективность. В свою очередь, кристаллы имеют свои преимущества: им не страшна световая деградация, и они имеют высокий КПД. Ценность итогов проведённой работы с точки зрения практики заключается в возможном переносе полученного опыта на уже действующее серийное производство тонкоплёночных солнечных модулей, производимых ООО «Хевел».
В декабре 2014 года Государственный научный центр РФ ОНПП «Технология» («Ростех», «РТ-Химкомпозит») разработал и получил патент на инновационный солнечный коллектор, который может стать достаточно эффективным источником тепловой энергии.
В данной разработке применяются компоненты, имеющие более высокий, нежели у аналогов, показатель преломления. Конструкция этого коллектора даёт возможность сделать процесс производства подобных устройств значительно более простым. При этом готовый продукт выдаёт теплоноситель более высокой температуры, а также теряет меньше энергии.
