Это мне напомнило одну из первых встреч в Москве в начале 90х годов прошлого века, когда в ДМТ (Хаммеровский центр) собралась вся электротехническая общественность страны (СССР) и слушала доклады датчан о том, как у них ветроагрегаты работают в сети. И никто не мог понять, как же это может быть, при такой неустойчивости скоростей ветра - как эти агрегаты не выпадают из синхронизма и как их датчане ухитряются пустить в ход? Датчане рисовали простые электрические схемы, и нигде не упоминали о синхронизации. Публика была в полном недоумении - это были в основном бывшие гидроэнергетики и они заранее думали, что агрегаты, поскольку они в системе, должны быть синхронными машинами! А у датчан генераторы были асинхронные, сами втягивающиеся в синхронизм - так как у истоков освоения энергии ветра в Дании стояли в основном фермеры, использовавшие ВЭУ, как дополнительный источник электроэнергии, и продававшие избытки в сеть. ветроэнергетика электропередача топливный
Так и до сих пор - в среде высшего и среднего состава энергетиков сохранилось отношение «не может быть» - на сайте «гринпис-народ-ру» я нашел опус под названием «Ветроэнергетика-панацея или утопия». Автор, как он сам признается - энергетик, заявляет, что как источник энергии для оленеводов или рыбаков на далеких стойбищах ветроагрегат имеет право быть рассмотрен, но работать в сети он не может, потому, что не может никогда! И для автора не довод, что суммарная мощность ВЭУ в мире превысила в этом году 60 000 МВт - что больше, чем вдвое мощности Швеции, почти равна мощности Великобритании или на худой конец равна мощности всех! российских ГЭС и АЭС вместе взятых (32% мощности электростанций России!). И все эти агрегаты работают в сети. Об этом ведь мало где услышишь в России, да тем более при таком мощном ядерном лобби. Так что первое, что нужно делать - информировать население и специалистов об этом.
«Нестабильная» энергия ветра является прибыльным товаром в крупномасштабной торговле электроэнергией Дании с Норвегией и Швецией. По договору между странами и через проложенные по дну Балтийского моря высоковольтные кабели осуществляется торговля электроэнергией между этими странами. В периоды с активным ветром - это весна, осень и частично - зима, а в суточном разрезе - это дневное время, Дания продаёт избытки своей электроэнергии от ветропарков, составляющих уже до 15% мощности страны, в Норвегию и Швецию, а Норвегия и Швеция, где гидроэлектростанции составляют до 98 - 85 %% мощности и выработки, поставляют свою избыточную энергию весной и летом в Данию, а в суточном разрезе компенсируют своими ГЭС нестабильность режима ветра. Масштаб - тысячи мегаватт и миллиарды киловаттчасов!
Конечно, ветроустановка не может вырабатывать столько же электроэнергии, как такая же по величине ядерная мощность. Коэффициент использования установленной мощности ВЭУ составляет на средних европейских площадках 2000 - 2500 в год (во внутренних районах Германии, Франции, Испании), а АЭС может работать и 7000 часов в год, то есть произведет в 2-3 раза больше энергии. Однако по мере продвижения к морским побережьям эта выработка увеличивается до 2500 - 3000 часов на лучших европейских наземных площадках, и до 4000 - в «офф-шорных» ветропарках. Т.е. ВЭУ становятся всего в 1,5 раза менее производительными, чем АЭС, или более производительными, чем газотурбинные установки и пиковые ГЭС, т.е. равны по этому показателю основным полубазисным тепловым электростанциям.
Экономика - удельные показатели по мощности и по энергии. По стоимости киловатта ВЭУ уже обогнали большинство традиционных электростанций, они дороже только газовых ТЭЦ. Но вот по себестоимости электроэнергии - тут резервы ещё есть, как говорили в СССР на партконференциях, когда приходилось говорить о недостатках. Поскольку ВЭУ производит меньше электроэнергии, чем традиционная электростанция в 1,5 - 2 раза, то и для конкурентоспособности, себестоимость должна быть ниже в 1,5 - 2 раз. Для развития ветроэнергетики и стимулирования экономии топлива, в ряде стран Европы были приняты различные законы и подзаконные акты по господдержке становящейся на ноги отрасли. Наиболее эффективным показал себя так называемый “feed-in tariff”, введенный сначала в Дании, а затем в Германии, Испании и т.д. Реальность показывает, что это - наилучший вариант, принятые в Великобритании, Италии и других странах системы тендеров и квот не дают такого впечатляющего результата. В целом все, развитые и не очень, страны, заботящиеся о своем будущем, приняли национальные цели, в которых указана суммарная величина ветромощности, которую должна достигнуть страна к 2010 и 2020 годам, с конкретизацией этих показателей за каждый год, и эти цели, как правило, превышаются на каждом годовом шаге. Причем, система стимулирования ветроэнергетики в настоящее время в тех странах, где она встала на обе ноги - в первую очередь в Германии и Дании, постепенно снижается т.е. подпорки государства убираются и отрасль становится самодостаточной.
Нельзя точно построить «табель о рангах» стран по степени обладания ветроэнергетическими ресурсами. Оценки их делались в разное время, разными методами, до разных высот. Но то, что Россия - одна из самых богатых в этом отношении стран - это очевидно. У нас практически самая длинная береговая линия на Земле, кроме того, внутри России много ровных безлесных пространств - степей, и большие акватории внутренних озер и морей. Все это наиболее благоприятные места для размещения ветропарков.
Но, к сожалению, вдоль большей части побережья - это побережье Арктического океана, население лишь спародическое и его очень мало. Развитых высоковольтных сетей и крупных промышленных потребителей почти нет. Но это не значит, что использовать энергию ветра невозможно и не нужно. Есть места, где имеются все или большинство из необходимых условий и исключительно высокий потенциал ветра. Так, по нашим расчётам, на побережье Кольского полуострова имеются площадки, где на берегу коэффициент использования может достигать 4000 часов! Здесь можно поставить до 10 000 МВт ветропарков и продавать электроэнергию в Европу и в центральные регионы нашей страны.
Но для продажи в центральные регионы нужно строительство ЛЭП напряжением 750 - 1000 кВ, на что денег нет, а для продажи в Европу мы теряем время и темп. Норвегия, наш западный сосед, которая практически на 99% обеспечена гидроэнергией, да ещё на 150% - газом, до сих пор не развивавшая своей ветроэнергетики (проблема регулирования частного и общественного землевладения и относительная дешевизна электроэнергии от старых ГЭС), теперь начала это делать с удвоенной энергией - 270 МВт установленной мощности ВЭУ, а на ближайшее будущее запланирован пуск ветропарка мощностью 1500 МВт, цель - экономия своего природного газа!
Рис. 3 Карта ветрового Атласа России [4] с нанесенной на неё принципиальной схемой ЛЭП и электростанций
Итак, сформулируем основные выводы:
1. Ветроэнергетика как часть нетрадиционной энергетики. Глобальные ресурсы энергии ветра оценивались в разные величины в разное время, но всегда и при всех оценках они превышали современное энергопотребление человечества. Они распределены по земному шару достаточно равномерно по всем континентам и при каждой новой оценке величина их всё возрастает. В настоящее время, согласно самой умеренной оценке, технические ресурсы энергии ветра составляют 53 000 ТВтч, что в два раза выше прогнозируемого глобального электропотребления к 2020 году. Таким образом, даже только в одном секторе возобновляемой энергетики (ветроэнергетике) ресурсная сторона не является ограничением.
2. Ветроэнергетика из маргинальной отрасли энергетики, признаваемой ранее только как источник энергии для удаленных и изолированных потребителей, превратилась за последние 25 лет в полноценное энергетическое направление. Если сравнить её развитие за последние 10 лет, то быстрее ветроэнергетики развивается только рынок телекоммуникаций.
3. Удельная стоимость ветроэнергетических установок за последние 20 лет уменьшилась в 5 раз. Только за последние 5 лет стоимость производства электроэнергии от ВЭУ уменьшилась в среднем на 20%. Энергия ветра в настоящее время конкурентоспособна с вновь строящимися угольными электростанциями, а на некоторых площадках - и с новыми газовыми электростанциями. Подобные площадки для строительства прибыльных ветропарков есть в России и Норвегии, которые являются основными игроками на рынке природного газа. Норвегия, в отличие от России, уже планирует строительство крупнейшего в мире ветропарка, мощностью 1500 МВт, к 2010 году с целью сэкономить свой природный газ.
4. Многие страны Европы, Азии и Америки приняли национальные цели по развитию ветроэнергетики до 2020 года, наиболее популярной является величина в 12% энергобаланса. Даже такие ярые сторонники атомной энергетики, как Франция и Япония активно развивают ветроэнергитику. Для России планируемый в «Стратегии...» пуск 1000 МВт всех новых возобновляемых энергоисточников к 2020 году (даже и эта величина при настоящем положении дела не будет достигнута) - это пугающе незначимая величина.
5. Для достижения своих национальных целей странами разрабатывается и внедряется соответствующим образом ориентированная энергетическая политика. Краткий обзор имеющихся политико-экономических механизмов по стимулированию развития ветроэнергетики будет сделан, если будет время.
Рекомендации:
· Учет в тарифах ВИЭ;
· Благоприятная налоговая система;
· Включение ВЭС в сеть;
· Законы прямого действия;
· Механизм гарантий для малых производителей и потребителей;
1. Renewable Energy. Power for a Sustainable Future. Edited by Godfrey Boyle., Oxford University Press, Open University, 479p
2. Пресс-релиз WWEA по ситуации в мировой ветроэнергетике в 2004 году.
3. Gregor Czisch. Joint Renewable Electricity Supply for Europe and its Neihbours. In: Wind Energy International 2005/2006, edited by WWEA, p.221-226
4. Атлас ветров России. Старков А.Н., Ландберг Л., Безруких П.П., Борисенко М.М., Москва, РДИЭ, Нац. Лаб. Рисё, Дания, 2000, 551 с.
5. Региональная Программа «Лидеры в области окружающей среды и развития», www.leadnet.ru