На территории России есть множество отдаленных районов, где без централизованного электроснабжения сегодня живут несколько миллионов человек. Подключение этих мест к центральным электросетям и газовым магистралям затруднено в силу множества причин, поэтому там выгоднее устанавливать либо солнечные панели, либо ветрогенераторы. Таким образом, можно решить проблему, при этом развивая различные отрасли альтернативной энергетики. Россия занимается развитием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) по утверждённой правительством программе. Однако пока не удается догнать многие страны по темпам внедрения проектов солнечной и ветровой генерации.
Возобновляемые источники энергии считаются энергоэффективным направлением в энергетике. Они имеют широкие перспективы развития, поскольку Россия обладает колоссальными ресурсами для развития так называемой «зеленой энергетики», особенно в южных регионах. Однако основу энергосистемы нашей страны по‑прежнему составляют традиционные ископаемые углеводороды. Россия обеспечена нефтью как минимум на несколько десятилетий вперед, газом — на 100 лет.
Электроэнергетика на основе возобновляемых источников энергии в России на текущий момент не играет существенной роли в энергетической системе страны, обеспечивая 1% совокупного объема выработки электроэнергии. Тем не менее правительством РФ определены основные направления государственной политики, в рамках которых предусмотрено расширение использования объектов ВИЭ в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики.
Согласно планам государственной политики
Энергетическая стратегия России до 2030 года определяет перспективы развития разных видов генерации, где немаловажная роль отведена энергоэффективному направлению — развитию возобновляемых источников энергии. К 2024 году, согласно планам государственной политики, потребление альтернативной энергии в нашей стране должно составить 4,5–5% от общего потребляемого объема электроэнергии на территории России. Согласно прогнозам экспертов, к 2020 году этот показатель с сегодняшнего 1% может вырасти до 2%.
Недавно в правительстве утвердили схему размещения новых объектов энергетики. Согласно планам, до 2030 года в стране появится 15 ветроэлектростанций. В 2020 году, прогнозирует министерство энергетики РФ, ежегодно должно вводиться не менее 6 ГВт генерации, полученной на базе ВИЭ. Ожидается, что после этого доля альтернативных источников вырастет в 2,5 раза.
В России развитие этого направления существенно отстает от Европы и США. Так происходит не из‑за отсутствия спроса, а в результате недостаточного предложения, полагают эксперты. Тем не менее в нашей стране теоретически однозначно возможно увеличение спроса на генерацию на базе ВИЭ.
На возобновляемых источниках энергии в России сегодня работают десятки электростанций, которые по всем показателям являются энергоэффективными. Одни из них производят энергию с помощью солнца, другие используют энергию ветра, биомассу и биогаз, некоторые работают на геотермальных источниках. Из этого разнообразия самое большое количество составляют гидроэлектростанции (ГЭС).
На сегодняшний день в стране действует 300 мини-ГЭС. Нужно отметить, что только малые гидроэлектростанции мощностью менее 25 МВт относятся к возобновляемой энергетике. Малая гидроэнергетика может создать условия для развития промышленного малого бизнеса путем снижения расходов на оплату услуг энергопоставляющих компаний, поэтому мини-ГЭС в России пользуются все большим спросом. Гидроэнергетические установки малой мощности способны производить от 1 до 3 тыс. кВт/часов.
Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов, таких как солнечный свет, водные потоки, ветер, приливы, геотермальные источники, а также из целого ряда других источников, кроме тех, которые имеют отношение к ископаемым углеводородам и атомной энергетике.
Плюсов больше, чем минусов
У объектов ВИЭ есть существенный недостаток — нестабильная выработка энергии, которую приходится дополнять традиционной генерацией. Когда по ночам не светит солнце, или когда не дует ветер, то соответственно энергия не вырабатывается, поэтому её нужно каким‑то образом накапливать. Пока это не получается. Несмотря на то что разработки накопителей энергии ведутся, но в масштабах страны пока не найдено оптимального решения этого вопроса.
Достоинства, разумеется, перевешивают этот недостаток. Помимо энергоэффективной работы, а также полного отсутствия загрязняющих выбросов, к плюсам возобновляемой энергетики можно отнести тарифы на электроэнергию, которые именно в России в разы ниже, чем, например, в ряде европейских государств. В нашей стране стоимость 1 кВт/ч составляет 3 рубля. Например, в Германии и Дании стоимость электроэнергии для населения в переводе на рубли обходится в 22–23 руб. за кВт/час.
Несмотря на большие сырьевые запасы углеводородов, в России постепенно начинает расти интерес к ВИЭ, что вызвано несколькими факторами. Во-первых, активизируется спрос в связи с ростом цен на электроэнергию. Сегодня генерация на базе ветряной электроэнергетической станции уже становится конкурентоспособной, а ведь еще совсем недавно, в связи со сравнительно низкой ценовой планкой электроэнергии, в России объектам генерации на базе ВИЭ было трудно конкурировать с традиционными углеводородными источниками. Во-вторых, в мире происходит постоянное снижение цен на установки ВИЭ. Каждый год, например, только солнечная энергетика становится дешевле на 15%. В России этот фактор не столь очевиден, так как собственное массовое производство пока не налажено.
Задел сделан, нужно — развитие
Больших достижений в этом направлении у России в целом пока нет, кроме одной сферы — гидроэлектростанций, которые прежде активно строились, благодаря богатым водным ресурсам страны. Все остальные направления развития альтернативной энергетики являются незначительными. Тем не менее ВИЭ используются практически на всей территории РФ. Как правило, это точечные проекты, а не массовые.
Они активно развиваются в изолированных зонах, где нет доступа к централизованной генерации электроэнергии. В нашей стране в регионах с децентрализованным и автономным энергоснабжением проживает 25 млн человек. Поэтому строительство ветряных и солнечных электростанций должно быть востребовано именно в этих местах. Экологические источники позволили бы обеспечить безаварийность энергоснабжения и наладить его в районах, отдаленных от сетей.
Такие объекты уже есть в Якутии и на Дальнем Востоке, в Белгородской и Оренбургской областях, в Башкирии и на Алтае. Чаще всего регионы поддерживают альтернативную энергетику за счет прямых субсидий и покупки энергии.
Одним из положительных примеров использования энергии солнца является солнечная электростанция, расположенная в Белгородской области. Номинальная мощность объекта 0,1 МВт. Крупнейшей солнечной электростанцией в России стала Орская СЭС мощностью 25 МВт. Она была запущена в работу в конце 2015 года и стоила 3 млрд рублей. В Крыму 20% энергии добывается с помощью ВИЭ, в первую очередь за счёт солнечных батарей и ветряных электростанций. На Крымском полуострове самая дешёвая электроэнергия вырабатывается ветром и солнцем.
Компания «Хелиос-Ресурс» открыла в Мордовии завод по производству модулей для солнечных батарей. Этот совместный проект реализуется на производственных мощностях предприятия «Электровыпрямитель».
Если в сфере солнечной энергетики в России уже запущено в производство необходимое оборудование для его последующей установки на местах, то в сфере ветряной энергии дела обстоят хуже. В России, как отмечают эксперты, не производятся ветрогенераторы, соответствующие мировым стандартам. К тому же их обслуживание обходится дороже, чем солнечных батарей.
Энергию ветра используют ВЭС Тюпкильды в Башкортостане, Марпосадская ВЭС в Чувашии и Калмыцкая ВЭС. Автономно работают Анадырская, Заполярная, Никольская и Маркинская ветряные электростанции. Станции, использующие энергию ветра, имеются в разных районах страны: Калининградской области, Башкирии, на Чукотке и в республике Коми. Небольшие ветроустановки сегодня устанавливают для обеспечения коттеджных поселков и небольших промышленных предприятий.
Одна из крупнейших ветряных электростанций работает в Калининградской области с 1998 года. Это ветропарк «Куликово» мощностью составляет 5,1 МВт. Однако с каждым годом его выработка сокращается из‑за устаревающего оборудования. Дело в том, что в России сегодня эксплуатируются ветрогенераторы, построенные ещё в начале века.
Развитие ветроэнергетики в РФ существенно отстает от уровня развитых стран, которые обеспечивают таким способом до трети своих нужд в электричестве. При этом в России есть множество регионов, где можно построить новые ветряные станции — Оренбург, Волгоградская область, Краснодарский и Ставропольский края, Мурманская область, Карелия. Согласно оценке экспертов, и южный, и северный периметры нашей страны представляют собой районы, где ветроэнергетика эффективна. Энергию ветра для получения электричества планируется развивать на Ямале в качестве наиболее перспективного проекта развития альтернативной энергетики.
Энергоэффективность на примере Якутии
В поселке Тикси планируется строительство ветродизельного комплекса общей мощностью 3,9 МВт. Проект реализуется в рамках подписанных документов между Республикой Саха (Якутия), компанией «РусГидро» и Организацией по разработке новых энергетических и промышленных технологий Японии. В текущем году планируется доставка и установка трёх ветроустановок общей мощностью 900 кВт, а в 2019 году — ещё трёх дизель-генераторов по 1 МВт и системы аккумулирования энергии.
В июле 2017 года Якутия и группа компаний «Хевел» подписали соглашение о сотрудничестве в сфере электроснабжения изолированных населенных пунктов за счёт строительства автономных гибридных энергоустановок на базе солнечной энергии.
Сегодня в Якутии эксплуатируются 19 солнечных электростанций общей мощностью 1,6 МВт. Экономия дизельного топлива солнечными электростанциями в 2017 году составила 300 т стоимостью 17 млн рублей.
Вместе с тем работа возобновляемых источников энергии в комплексе с дизельными электростанциями лишь позволяет сократить объем потребления дизтоплива. Полностью отказаться от завоза дизеля пока невозможно.
Две трети территории республики относятся к децентрализованной зоне энергоснабжения, на которой проживает менее 100 тыс. человек. Это так называемый Северный энергорайон, включающий арктические и северные районы Якутии. Здесь основным источником электроэнергии являются изолированно работающие локальные дизельные электростанции.
В зоне централизованного энергоснабжения расположены Центральная, Западная и Южная Якутия. Здесь генерация электроэнергии осуществляется крупными станциями — каскадом Вилюйских ГЭС на западе, ЯГРЭС-1 и ЯГРЭС-2 в центре и Нерюнгринская ГРЭС на юге. С 2019 года эти три энергорайона будут объединены и войдут в Объединенную энергосистему Дальнего Востока.
В ноябре 2017 года была запущена первая очередь ГРЭС-2. Запуск первой очереди ЯГРЭС-2 стал важнейшим событием для республики, ввод новых мощностей существенным образом повысил надёжность энергоснабжения Центрального энергорайона региона, в том числе столицы республики города Якутска. Запуск первой очереди был необходим для создания резерва электрической мощности, а также замещения выбывающих мощностей Якутской ГРЭС, чье оборудование выработало нормативный срок эксплуатации, обеспечивающей более 90% потребления электроэнергии девяти районов республики и более 50% теплопотребления Якутска.
Биотопливо
В правительстве России несколько лет назад обратили внимание на необходимость развития биоэнергетики внутри страны. Минприроды и Федеральное агентство лесного хозяйства объявили о начале программы перевода котельных на биотопливо. Пилотным регионом избрана Тюменская область, где планируется перевод 62 котельных на древесину. Есть в нескольких регионах страны проекты по строительству биогазовых установок, и в них в той или иной форме участвуют сельхозпредприятия.
Биогаз образуется в результате разложения любых органических отходов. В качестве сырья может использоваться любая биомасса: свекольный жом, отходы мясокомбината и рыбоперерабатывающего цеха, навоз, скошенная трава и опавшая листва, а также бытовые и фекальные отходы. Этот список можно продолжать и продолжать.
Объем органических отходов в нашей стране ежегодно достигает 630 млн тонн. С помощью этих отходов можно получить до 30 млн куб. м газа, сжиганием которого можно произвести до 70 ГВт электроэнергии. Электростанции в России используют биогаз, выделяемый из торфа, растительных и древесных отходов. За последнее десятилетие появилось множество предприятий, производящих биогазовые установки.
Геотермальные источники и приливные электростанции
Стоит добавить сюда геотермальные источники энергии, которые активно используются на Камчатке и приливную станцию, работающую в Мурманской области. Эксперты отмечают, что потенциал геотермальной энергии превышает запасы органического топлива в 10–15 раз. Первая электроэнергия в России из геотермальных источников была получена в 1966 году на Паратунском месторождении Камчатки. Именно тут началась промышленная эксплуатация Паужетской геотермальной станции, которая по сегодняшний день вырабатывает самую дешевую электроэнергию на Камчатке.
Запасы геотермальной энергии нашей страны более чем в 10 раз превышают запасы угля. Эти богатства зачастую лежат в буквальном смысле на поверхности: геотермальные источники Камчатки с температурой до 200°С на глубине 3,5 км могут обеспечить работу не одной мини электростанции. Есть места, где вода выходит на поверхность, что существенно облегчает доступ к ее энергии. Геотермальная энергетика с помощью камчатских источников может вырабатывать 300 МВт электроэнергии, но сегодня используется лишь 25%. Геотермальные воды островов Курильской гряды обладают потенциалом в 200 МВт, что достаточно для полного обеспечения электроэнергией всего региона.
Не только Дальний Восток привлекателен для развития геотермальной энергетики: большим потенциалом обладает Ставропольский край, Кавказ, Краснодарская область. Температура подземных вод здесь достигает 125°С. Недавно геотермальное месторождение обнаружено в Калининградской области, что также может быть использовано.
Приливные электростанции (ПЭС) имеет смысл строить там, где разница уровней моря во время прилива и отлива составляет минимум четыре метра. Важно также учитывать площадь и объем приливного бассейна. Производительность приливной электростанции также зависит от количества гидротурбин в плотине. Практическое использование энергии приливов и отливов в России можно увидеть на примере Кислогубской ПЭС. Это абсолютно экологически безопасная система. Развитие этого направления может дать до 5% общего объема электроэнергии, произведенной в России.
Наши топливные гранулы или пеллеты востребованы в Европе
В сфере альтернативной энергетики есть направление, где наша страна чувствует себя вполне уверенно. Россия занимает третье место в европейских странах по поставкам на рынок ЕС топливных гранул после США и Канады. Так, доля США здесь составляет 30%, Канады — 20%, а России — менее 10%.
Топливные гранулы, или пеллеты (англ. pellets) — это биотопливо, получаемое из торфа, древесных отходов и отходов сельского хозяйства. Представляет собой цилиндрические гранулы стандартного размера.
Сейчас в России вводятся новые мощности по выпуску пеллет. В частности, заработал крупный завод Rusforest на «ЛДК-3» в Архангельской области, а «Лесозавод-25» из этого же региона увеличивает мощность. Строится пеллетное производство в Псковской области. В Нижнем Новгороде появится немецкий German Pellets с объемом производства 500 тыс. т в год.
Ветропарк в проектной стадии
В Волховском районе Ленинградской области разрабатывается проект запуска ветропарка, который будет называться «Ветропарк №1 в Ленинградской области». Установленная мощность объекта составит 69 МВт, планируемый срок запуска — 2022–2023 годы. Сейчас он находится в проектной стадии.
В рамках проекта рассматривается сотрудничество с зарубежными производителями турбин немецко-испанской Siemens Gamesa и датской Vestas. Планируется, что электроэнергия ветропарка будет продаваться на оптовом рынке. Кроме того, в области есть промышленные предприятия, которые способны освоить часть мощности энергообъекта.
Возможность строительства ветропарка на территории области рассматривала ТГК-1. В 2017 году компания проводила тендер на определение площадки для размещения ветропарка мощностью до 50 МВт.
Срок окупаемости проекта «Ветропарк №1» в Ленинградской области составит десять лет. Конкуренции с ветроэлектростанцией ТГК-1 не будет, так как оба проекта составят не более 0,8% от совокупной мощности генерации Северо-Запада, считают эксперты.
Взгляд в светлое будущее альтернативной энергетики России
В России пока нет стимулов для развития альтернативной энергетики в массовом промышленном масштабе. Отрасль не получает достаточного количества средств для своего развития, а инвесторы не видят смысла вкладываться в нее. Одной из причин также можно назвать неопределенность в финансировании и окупаемости будущих проектов. Если выводить мощности новых генераторов на рынок, то все затраты придётся оплачивать конечным потребителям. Минимальный срок энергетической окупаемости из всего спектра альтернативной энергетики имеют солнечные электростанции на фотоэлементах — до 4 лет, при сроке службы не менее 25–30 лет. Такие проекты выгодны для инвесторов только в том случае, если в первое время работы объектов генерации происходит существенная поддержка политики ценообразования.
Тем не менее сложившаяся ситуация постепенно меняется в лучшую сторону и можно ожидать, что доля альтернативной энергетики в энергобалансе страны будет увеличиваться, тем более что государство обратило на нее внимание и намерено оказать поддержку таким проектам.
Ситуация постепенно начинает меняться в пользу развития «зелёной энергетики». По мнению отраслевых экспертов, можно ожидать, что доля ВИЭ в энергобалансе страны будет увеличиваться, тем более что и государство поставило такую задачу в энергетической стратегии. Но при этом не стоит ожидать того, что возобновляемые источники энергии даже в долгосрочной перспективе будут готовы кардинально изменить сложившееся положение дел в энергетической отрасли России.
