//Электрика. – 2010. – № 6.– С. 3–13.

ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА КАК ОДНО ИЗ ОСНОВАНИЙ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ РОССИИ И МЕРА ПРЕОДОЛЕНИЯ КРИЗИСА

П. П. Безруких, доктор техн. наук, профессор, bezruky@yandex.ru

Комитет по проблемам использования возобновляемых источников энергии РосСНИО

 

За прошедшие два–три года в нашей стране стали уделять несколько больше внимания состоянию и развитию возобновляемой энергетики, хотя факты удручают: в мире в 2009 г. введено без малого 40 млн кВт ветрогенерации, а Китай ввёл больше (13 млн кВт), чем Россия за все прошедшие годы (совокупная мощность в России 15 млн кВт). В своё время энергетический кризис 1972 г. помог мировому сообществу понять очевидную истину, что запасы органического топлива небесконечны, что есть неисчерпаемые природные источники энергии, получившие название возобновляемых (ВИЭ). Проблемы загрязнения воздуха, воды и почвы выявили другое важное качество ВИЭ – экологическую чистоту. Эти два качества и послужили причиной бурного развития ВИЭ в последние десятилетия.

Возобновляемые источники энергии – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, в жизненном цикле растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества. Начало создания правового (законодательного) обеспечения использования ВИЭ в России положено Федеральным Законом №250-ФЗ "О внесений изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с осуществлением мер по реформированию Единой энергетической системы России" от 18 октября 2007 г. Этим Законом внесены поправки в Федеральный Закон от 26 марта 2003 г. № 35-ФЗ "Об электроэнергетике" и дано следующее определение: ВИЭ – "энергия солнца, энергия ветра, энергия вод (в том числе энергия сточных вод), за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях, энергия приливов, энергия волн водных объектов, в том числе водоёмов, рек, морей, океанов, геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей, низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей, биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива, биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках". Соотношение потенциалов различных видов возобновляемой энергии приведено на рис. 1, который представляет наиболее общий взгляд на ВИЭ и даёт научно-физическую основу принятия в XXI веке стратегических решений по ВИЭ.

Рис. 1. Виды ВИЭ

 

Общий подход конкретизируется следующими технологиями использования ВИЭ:

·                        солнечная – прямое преобразование в электрическую энергию (фотоэлектричество), опосредованное в электрическую (термодинамический цикл) и в тепловую энергию (солнечные коллекторы);

·                        ветровая – производство электрической (ВЭУ) и механической (водоподъёмные ВЭУ) энергии;

·                        энергия рек и водоёмов – различные гидроэлектростанции (ГЭС);

·                        геотермальная энергия – ГеоЭС и геотермальные ТЭС, тепловые насосы, прямое использование горячей воды;

·                        приливная энергия – приливные электростанции (ПЭС);

·                        низкопотенциальное тепло – производство тепловой энергии (тепловые насосы и теплообменники);

·                        биомасса – прямое сжигание (электростанции, котельные), получение жидкого и газообразного топлива (биогазовые и газогенераторные установки, технологии пиролиза и "быстрого" пиролиза), производство биоэтанола и биодизеля, а также твёрдого топлива (гранулы-пеллеты); биомасса начинает играть особую роль как один из результатов техногенного развития цивилизации.

Проблемы использования ВИЭ тесно связаны с обеспеченностью энергоресурсами, являющейся главным показателем энергетической безопасности страны (региона) и характеризуемой коэффициентом самообеспеченности:

,                                                      (1)

где  и  – производимая и суммарная потребляемая первичная энергия.

Если <1, то страна зависит от импорта энергоресурсов. Россия по этой шкале оценивается значением 1,6; Великобритания – 1,2; Канада – 1,5; США – 0,7; Дания – 0,5; Германия – 0,4; Япония – 0,2.

Прослеживается общая тенденция: для ВИЭ – увеличение экономического потенциала, для невозобновляемых источников – уменьшение.

В производстве электроэнергии суммарная установленная мощность электроустановок на базе ВИЭ в 2000 г. составила порядка 127 ГВт; по прогнозу автора, к 2010 г. она увеличится до 380–390 ГВт. Установленная тепловая мощность оценивается величиной 230 ГВт (тепл.), с ростом до 400–420 ГВт (тепл.). Наиболее вероятный прогноз роста потребления первичной энергии и доли возобновляемых источников энергии на длительную перспективу представлен на рис. 2.

Рис. 2. Доля ВИЭ в мировом потреблении первичной энергии по годам (по сценарию AIP)

 

У большинства промышленно развитых стран при темпах роста ВВП 2–3 % годовое увеличение потребления энергии составляет менее 1 % за счёт интенсивного внедрения энергосберегающих технологий и перебазирования энергоёмких производств в развивающиеся страны, где техническое развитие осуществляется на базе новейших энергосберегающих технологий при существенном использовании ВИЭ.

Отмечаются замедление темпов роста потребления первичной энергии и увеличение доли возобновляемой энергетики. За предыдущее десятилетие (1990–2000) производство энергоресурсов увеличилось: угля – на 3 %, нефти и газового конденсата – на 14, газа – на 23, атомной энергии – на 28, гидроэнергии – на 21, возобновляемых видов топлива и отходов (биомасса) – на 16, геотермальной энергии – на 38 %, новых ВИЭ (солнечной, ветровой, приливной энергии и др.) – в 6,7 раза. В целом производство ТЭР увеличилось с 8,8 млрд тнэ в 1990 г. до 10,8 млрд тнэ в 2000 г. (среднегодовой темп прироста 1,45 %).

Кризисные явления не меняют основных направлений развития возобновляемой энергетики: увеличение доли ВИЭ в общем энергопотреблении; повышение их технико-экономических показателей; комбинирование выработки электрической, тепловой и механической энергий.

Ветроэнергетика. Развитие ветроэнергетики в мире и Европе приобрело устойчивый характер. С 2004 по 2008 гг. рост установленной мощности составил в мире 86,6 %, в Европе 37,7 % (рис. 3). Впечатляет и динамика годового ввода мощности на ВЭС в мире, который составил в 2005 г. 26 % к предыдущему 2004 г., в 2006 г. 25,5 %, в 2007 г. 26,7 %, в 2008 г. 21,4 %. На конец 2008 г., по данным Мировой и Европейской Ветроэнергетической ассоциаций, общая установленная мощность ВЭС в мире достигла 121,2 ГВт, в Европе 64,9 ГВт мощности. Ветроустановки работают в 76 странах мира, в 16 странах общая установленная мощность превысила 1 ГВт (США 25170 МВт, Германия 23903 МВт, Испания 16740 МВт). Наибольшая доля ВЭС в производстве электроэнергии в таких странах как Дания 21,4 %, Испания 11,76 %, Португалия 9,26 %, Германия 7 %.

Рис. 3. Рост установленной мощности ВЭУ, подключенной к электрическим сетям, за 1995–2008 гг.

 

Выдвинута программа "Wind Force 10", цель которой: достижение 10 %-ной доли ветроэнергетики в мировом производстве электроэнергии в 2020 г. При этом предполагалось, что общее производство электроэнергии в мире увеличится с 14919 ТВтч в 1999 г. до 27351 ТВтч в 2020 г., т. е. почти в два раза. Кстати, производство электроэнергии в мире (по данным IEA за 2006 г.) составляет 18930 ТВтч. Мониторинг программы, проводимый автором, показывает, что за период с 1999 по 2008 гг. развитие ветроэнергетики идёт с опережением намеченных темпов (табл. 1). В этом видится большая заслуга ветроэнергетических ассоциаций мира, Европы и ведущих в этой области стран.

 

1.      Программа "Wind Force 10"

Годы

Рост в год, %

Годовой ввод мощ-ности, МВт

Общая установлен-ная мощность на конец года, МВт

Годовое производ-ство электричес-кой энергии на ВЭС, ТВтч

Годовое потре-бление электри-ческой энергии в мире, ТВтч

Доля ветровой электрической энергии, %

 

прогноз

факт*

 

1999

20

  3120

13273

13520

   29,1

14919

 0,19

2000

20

  3744

17017

18449

   37,3

15381

 0,24

2001

20

  4493

21510

23794

   47,1

15858

 0,30

2002

20

  5391

26901

30278

   58,9

16350

 0,36

2003

20

  6470

33371

39357

   73,1

16857

 0,43

2004

30

   8411

41781

46880

   91,5

17379

 0,53

2005

30

 10939

52715

59084

115,4

17918

 0,64

2006

30

 14214

66929

74223

146,6

18474

 0,79

2007

30

 18478

85407

94123

187,0

19046

 0,98

2008

30

 24021

109428

121188

268,4

19937

 1,37

2009

30

 31228

140656

245,0

20245

 1,70

2010

30

 40596

181252

444,6

20873

 2,13

2015

20

 94304

537059

1333,8

23894

 5,58

2020

10

150000

1209466

2966,6

27351

10,86

2030

10

150000

2545232

6242,9

33178

18,82

2040

10

150000

3017017

7928,7

38509

20,60

Источники: Программа "Wind Force 10", *EWEA, WWEA.

 

Цели программы "Wind Force 10" были серьёзно восприняты всеми ветроэнергетическими ассоциациями стран, хотя единодушия в прогнозах различных энергетических организаций не наблюдалось. 25 государств Европейского Союза приняли общие цели по развитию ветроэнергетики достижение 12 % в производстве электроэнергии в 2020 г. (табл. 2), а в странах ЕС-25 – 5 %.

2. Доля ветроэнергии в производстве электроэнергии в странах Европейского Союза. Состояние и перспективы.

Показатель

2005 (факт)

2010

2020

2030

Производство электроэнергии на ВЭС, ТВтч

  83

  179

  510

  974

Производство электроэнергии в странах ЕС по базовому сценарию развития, ТВтч

3013

3483

4006

4367

Доля ветровой энергии в производстве электрической энергии по базовому сценарию, %

2,8

5,1

12,7

22,3

Производство электроэнергии в странах ЕС по сценарию энергоэффективности, ТВтч

3013

3314

3250

3218

Доля ветровой энергии в производстве электрической энергии по эффективному сценарию, %

2,8

5,4

15,7

30,3

Источник: Eurelectric (2005) and European Commission

Отличительной особенностью развития ветроэнергетики последнего десятилетия является быстрое развитие морских ВЭС (offshore WT). В предстоящее пятилетие морские ВЭС получат мощное развитие, особенно в Германии и Великобритании. Ветроэнергетику "заставляют" двигаться в море недостаток земель в Европе и лучшие ветровые условия на море. Конечно, это ведёт к удорожанию удельной стоимости установленной мощности и росту затрат на обслуживание, но производство электроэнергии увеличивается настолько, что эти затраты компенсируются.

Удельные капитальные затраты и себестоимость производства электроэнергии на ВЭС за четверть века существенно снизились (в топливной энергетике рост цен на топливо и требования к выбросам ведут к устойчивому росту удельных капитальных вложений и себестоимости электроэнергии и для ТЭС, и для АЭС). С 1980 по 2000 гг. удельная стоимость строительства ВЭС снизилась с 4000 до 1000 долл. США за киловатт, а себестоимость производства электроэнергии – с 30 до 4,5 центов США за киловатт-час.

В период с 2000 по 2003 гг. наблюдалось дальнейшее снижение удельной стоимости ВЭС, а затем до 2008 г. произошёл рост удельной стоимости в связи с подорожанием всех материалов и услуг. Рост удельной стоимости ветроустановок в 2006–2008 гг. вызван скорее ажиотажным спросом на ветроустановки, чем кризисными явлениями. По оценке ЕWЕА, снижение удельной стоимости ВЭС будет всё же иметь место, начиная с 2008 по 2030 гг. (рис. 4).

Рис. 4. Состояние и перспективы изменения удельной стоимости установленной мощности наземных и морских ВЭС (Источник: European Commission and EWEA, 2008)

 

Ветроэнергетика характеризуется относительно малым коэффициентом использования установленной мощности . В странах с развитой ветроэнергетикой он находится в диапазоне от 20 до 30 % (средний  всех электростанций России уже многие годы составляет порядка 50 %).

Представляет интерес структура стоимости строительства ветростанции. Для Европы усреднённые данные для ветроустановки мощностью 2 МВт представлены в табл. 3.

 

 

3. Структура стоимости строительства ветроустановки мощностью 2 МВт (среднестатистические данные по Европе, 2007 год)

Составляющие стоимости

Средняя стоимость, евро/кВт

% от общей стоимости

% от стоимости ветроустановки

Стоимость турбины, включая транспортировку

928,7

75,6

100,0

Фундамент

80

6,5

    8,62

Электроаппараты

18

1,5

   1,94

Подключение к сети

109

8,9

 11,75

Системы управления

4

0,3

   0,43

Консультации

15

1,2

   1,62

Земля

48

3,9

   5,17

Финансовое обеспечение

15

1,2

   1,62

Дорога

11

0,9

   1,18

Всего

1228,7

100

132,33

Источник: EWEA.

При заводской стоимости ветроустановки, взятой за 100 %, общая стоимость сооружения составляет 132 %. Очевидно, что для России транспортные расходы могут быть существенно больше.

Переходя к техническим вопросам ветроэнергетики, следует отметить рост единичной мощности ВЭУ. В начале 2005 г. в Германии была введена и подключена к сети ветроустановка "5М" фирмы "REpower": мощность 5 МВт, диаметр ротора 126 м, высота башни 120 м, скорость вращения 6,6–12,1 об/мин, общий вес 900 т. На конец 2009 г. число работающих установок мощностью 5–6 МВт приближается к двум десяткам. Серийными пока являются ВЭУ мощностью 1,5–2,5 МВт.

Благодаря разработке ветроустановок с асинхронизированными и многополюсными тихоходными генераторами удалось решить проблему регулирования напряжения сети в точке присоединения ВЭС и тем самым существенно улучшить устойчивость работы энергосистем, так как указанные генераторы могут вырабатывать кроме активной и реактивную мощность. Тем самым преодолён один из главных недостатков ветроэнергетики. Здесь резко увеличен спрос на силовую электронику и электротехнические изделия: используются выпрямители, инверторы, преобразователи в широком диапазоне мощностей от 1 до 5000 кВт, а также силовые кабели на напряжение от 0,4 до 110 кВт, в том числе в морском исполнении.

В России электроэнергетики преувеличивают недостаток ВЭС, заключающийся в нестабильности и вероятностном характере поступления электроэнергии от ВЭС, поскольку это требует дублирования мощности и не даёт возможность планировать выработку (торговать электроэнергией от ВЭС). Вот что говорят об этом специалисты-энергетики США:

"Устаревшее и непрофессиональное мнение, одно из главных беспокойств, часто выражаемое в энергетике, состоит в том, что ветростанции будут нуждаться в резервировании мощности в равном объёме. Сейчас ясно, что как раз при умеренной доле ветроэнергетики необходимость иметь дополнительную генерирующую мощность для компенсации нестабильности ветростанции значительно меньше, чем один к одному, и часто близка к нулю". Одно из авторитетнейших исследований, проведённое в 2004 г. для департамента коммерции штата Миннесота (США), подтвердило, что дополнительное включение ВЭС мощностью 1500 МВт в энергосистему сáмого крупного объединения Xeel Energy в штате Миннесота будет нуждаться в дополнительном (на традиционном топливе) вводе мощности в сумме 8 МВт, чтобы погасить дополнительные вариации мощности. Это всего лишь 0,5 % от установленной мощности ВЭС.

Дания, Германия, Испания освоили торговлю электроэнергией от ВЭС с учётом накопленной статистики повторяемости скорости ветра, т. е. выработки на ВЭС во многолетнем разрезе. Это позволило им предсказывать производство электроэнергии с вероятностью 95 %.

На примере проиллюстрируем одно из достоинств ветроэнергетики. На самой мощной в мире ВЭС мощностью 735 МВт (Horse Hollaw, Texas, USA) установлены 291 ветротурбина по 1,5 МВт и 130 – по 2,3 МВт. Выход из строя любых десяти ветротурбин приведёт к уменьшению мощности ВЭС на 23 %. А выход из строя агрегата мощностью 700 МВт на традиционной станции это потеря 100 % генерируемой мощности. Придёт время, и это качество ветроэнергетики будет оценено по достоинству.

В заключение этого раздела укажем на очевидность, что для развития ветроэнергетики в России нет объективных ресурсных, технических, режимных, экологических и экономических препятствий. Все препятствия находятся в головах и действиях людей, имеющих возможность принимать решения, но не заботящихся о судьбе страны и предпочитающих верить мифам, а не фактам развития мировой ветроэнергетики.

Солнечная энергетика. В производстве электроэнергии определились два крупных направления фотоэлектрические и тепловые (термодинамические) станции. Последние бывают двух типов: башенные и параболоцилиндрические, часто называемых CSP concentrating solar power (станция с концентраторами). В башенных электростанциях солнечная энергия, пáдающая на зеркала, отражается на приёмную поверхность своеобразного котла, установленного на башне высотой до 100 и более метров. Далее следует обычный паротурбинный цикл производства электроэнергии. На параболоцилиндрических электростанциях в качестве концентраторов солнечной энергии используются горизонтально расположенные параболоцилиндры, в фокусе которых находится труба с циркулирующим по ней рабочим телом. Нагретое солнцем рабочее тело передаёт тепло в теплообменнике-котле водяному пару. Здесь же находится газовый подогреватель, который обеспечивает работу станции ночью и в пасмурные дни.

К середине 2009 г. в мире эксплуатировалось 16 термодинамических солнечных станций общей мощностью 617,4 МВт, наиболее мощная параболоцилиндрическая станция – "Solar Energy Generating Sistems" (Калифорния, США) мощностью 354 МВт. В стадии строительства находятся 24 башенные станции общей мощностью 1757 МВт (в основном в Испании). Башенная станция СЭС-5 мощностью 5 МВт, построенная Минэнерго СССР в Крыму в 1988 г., выведена из эксплуатации и демонтирована в "самостийные" времена.

Общее представление о динамике и направлениях развития фотоэлектрических станций (ФЭС) даёт рис. 5.

Рис. 5. Динамика установленной мощности ФЭС в странах мира (МВт)

 

Как видим, с 1995 по 2004 гг. внедрялись, в основном, автономные ФЭС. После чего стало резко увеличиваться строительство сетевых ФЭС. На конец 2008 г. общая установленная мощность ФЭС составила 16750 МВт, в том числе автономных 3800 МВт, сетевых 12950 МВт (т. е. в 3,4 раза больше). Это в 1,7 раза превышает общую мощность геотермальных электростанций (10 ГВт), имеющих семидесятилетнюю историю развития. Динамика годового ввода мощности ФЭС лучше, чем ВЭС (табл. 4).

4. Введённые и установленные мощности сетевых ФЭС в 20042008 гг., МВт

 

Страны

 

Введённые мощности

Установленные мощности на конец года

2004

2005

2006

2007

2008

2005

2006

2007

2008

Германия

600

860

900

1100

1500

1900

2800

3900

5400

Испания

  12

  23

100

  550

2600

   50

  150

 700

3300

Япония

270

310

290

  240

  240

1200

1490

1730

1970

США (Калифорния)

  47

  55

  70

  95

  150

  220

  320

 480

 730

Другие страны EU

  10

  40

  50

  170

  400

  130

  180

 350

 750

Всего

900

1300

1500

2400

5400

3500

5100

7500

12950

Источник: Renewable global status report, 2009

Основным элементом ФЭС является модуль площадью 1 м² и пиковой мощностью порядка 150 Вт (КПД 15 %). Следовательно, ФЭС мощностью 20 МВт должна содержать порядка 150 тысяч модулей с учётом уменьшения общего КПД на 10 % при параллельно-последовательном их соединении. Такая станция занимает площадь около 250 тыс. м² (25 га) с учётом необходимых расстояний между рядами модулей, мест установки дополнительного оборудования и дорог. Огромное количество контактных соединений предъявляет очень высокие требования к их надёжности, а значит к качеству конструкции и производства работ. Применяются как ведомые сетью, так и автономные инверторы, однофазные и трёхфазные, со значительным превышением общей мощности (кВА) над активной (кВт). Диапазон мощностей – от 0,1 до 10 МВт. Это даёт возможность успешно использовать ФЭС в регулировании напряжения в точке присоединения.

Успешным направлением использования солнечной энергии является производство горячей воды с использованием солнечных коллекторов (СК), в простейшем виде представляющих собой утеплённый ящик с солнцеприёмной (чёрной) металлической поверхностью, передающий тепло трубкам, по которым протекает вода или рабочая жидкость типа антифриза. В этом направлении определились три основных технологии: одноконтурные системы, т. е. прямое нагревание воды в СК до температуры 60–70 °С; двухконтурные системы, когда нагревающая рабочая жидкость передаёт тепло воде в теплообменнике (эти системы могут работать при отрицательных температурах); системы подогрева воды в бассейне, представляющие собой солнцеприёмные панели, расположенные на дне бассейнов.

Установленные мощности для солнечного нагрева воды в странах мира на конец 2007 г. составили всего 126 ГВт (площадь СК 180 млн м²), в том числе в Евросоюзе 15,5 ГВт. В России площадь СК оценивается величиной порядка 8 тыс. м².

Проблемы производства биотоплива в последние годы интенсивно дискутируются. Основной аргумент противников – вытеснение сельскохозяйственных площадей с заменой овощных культур техническими (посевы рапса для биодизеля) или производство топлива (биоэтанола) из зерновых культур. Работы, ведущиеся в разных странах, показывают, что скоро появятся экологически чистые и дешёвые технологии получения биоэтанола из целлюлозосодержащей биомассы (дерево, солома и др.), что может привести к резкому увеличению производства биоэтанола. Что касается выращивания рапса в России с последующим производством биодизеля, то совершенно не подлежит сомнению, что количество заброшенных, зарастающих кустарником и чертополохом земель многократно превосходит возможные объёмы выращивания этой культуры.

Общие данные по производству биотоплива в странах мира в 2008 г. приведены в табл. 5. Общая оценка использования ВИЭ в мире и ввода мощностей (производства) в 2009 г представлена в табл. 6.

Качественная оценка преимуществ и недостатков ВИЭ представлена в табл. 7.

 

5. Производство биотоплива в странах мира в 2008 г., млрд л

Страны

Этанол

Биодизель

США

34

2,0

Франция

12

1,6

Германия

0,5

2,2

Китай

1,9

0,1

Канада

0,9

0,1

Испания

0,4

0,3

Италия

0,13

0,3

Швеция

0,14

0,1

Польша

0,12

0,1

Всего в мире

67

12

Источник: Renewable global status report / 2009

 

6. Общая оценка использования ВИЭ в мире

Направление использования

Введённые в 2008 г. мощности

Установленные мощности на конец 2008 г.

Электрическая энергия, ГВт

 

 

     крупные ГЭС

2530

860

     ВЭС

27

121

     малые ГЭС

68

85

     биомасса

2

52

     солнечные сетевые ФЭС

5,4

13

     геотермальная энергия

0,4

10

     солнечная энергия с использова-нием концентраторов

0,06

0,5

     энергия океана

~0

0,3

Тепловая энергия, ГВт (тепл.)

 

 

     биомасса

нет данных

~250

     солнечная энергия

19

145

     геотермальное тепло

нет данных

~50

Транспортные энергоносители, млрд л/год

 

 

     производство этанола

17

67

     производство биодизеля

3

12

Источник: Renewable global status report, 2009.

На фоне приведённых данных развития возобновляемой энергетики мира ситуация в России (табл. 8 и 9) выглядит парадоксальной и требует незамедлительных государственных мер по устранению такого разительного отставания по объёму использования ВИЭ от развитых и развивающихся стран. Так, доля в производстве электрической энергии уже шесть лет составляет около 0,6 % от общего производства электроэнергии, а доля ВИЭ в потреблении тепловой энергии 3,54,0 %. При пересчёте электрической и тепловой энергии в первичную энергию по коэффициенту замещения доля ВИЭ в потреблении первичной энергии в 2008 г. составила лишь 2 %.

Рассмотрим совокупность причин, способствующих отставанию России в области ВИЭ (рис. 6), отметив, что принятый Федеральный Закон № 250-ФЗ носит рамочный характер. Политику в области ВИЭ определяет Правительство РФ, которое в соответствии с законом:

        утверждает основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики, содержащие целевые показатели объёма производства и потребления электроэнергии с использованием ВИЭ в совокупном балансе производства и потребления электроэнергии; программу мероприятий по достижению указанных целевых показателей;

Рис. 6. Барьеры на пути возобновляемой энергетики в России

 

 

 

7. Положительные и отрицательные стороны использования ВИЭ

Преимущества

Недостатки

• Неистощимость

• Отсутствие дополнительной эмиссии углекислого газа

• Отсутствие вредных выбросов

• Сохранение топливного баланса планеты

• Доступность использования (солнце, ветер)

• Возможность одновременного использо-вания земли для хозяйственных и энергетических целей (ветростанции, тепловые насосы, бесплотинные ГЭС)

Возможность использования земель, не приспособленных для хозяйственных целей (солнечные, ветровые установки и станции)

• Отсутствие потребности в воде (солнечные, ветровые электростанции)

• Низкая плотность энергии

• Необходимость использования концентраторов

• Непостоянный, вероятностный характер поступления энергии (солнце, ветер, в меньшей степени ГЭС)

• Необходимость аккумулирования

• Необходимость резервирования (солнечная, ветровая)

• Неразвитость промышленности и отсутствие инфраструктуры (для России)

• Затопление плодородных земель и локальное изменение климата (большие ГЭС)


8. Доля ВИЭ в производстве и внутреннем потреблении первичных энергоресурсов в России

 

 

Показатель

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Производство электроэнергии:

           млн кВтч

           млн тут

 

3112,17

 

4071,78

 

4580,77

 

4630,45

 

5576,68

 

6908,23

 

5631,46

 

5968,74

 

5974,135

1,070

1,400

1,576

1,593

1,918

2,376

1,932

2,041

2,031

Производство тепловой энергии:

           тыс. Гкал

           млн тут

 

54305

 

56122

 

57580

 

57475

 

57550

 

8332

 

59290

 

60562

 

62514

10,806

11,168

11,458

11,380

11,337

11,374

11,561

11,749

12,065

Производство дров, млн тут

5,4

5,2

5,1

5,0

5,0

5,0

5,0

5,2

5,2

Всего, млн тут

17,276

17,768

18,134

17,973

18,255

18,75

18,493

18,99

14,096

Производство/потребление первичной энергии в России, млн тут

1408/

1455/

1505/

1607/

1687/

1733/

1769/

1787/

1812/

907

918

919

938

956

949

975

985

1009

Доля ВИЭ в производстве/потреблении первичной энергии, %

1,23

1,22

1,20

1,12

1,08

1,08

1,05

1,06

1,06

1,90

1,94

1,97

1,92

1,91

1,98

1,90

1,93

1,91

Источник: Российский статистический ежегодник 20002007 гг.

Отчёт о технико-экономических показателях электростанций 20002008 гг.

 

9. Выработка электрической энергии в России на базе ВИЭ, включая малые ГЭС, млн кВтч

Источники

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Ветростанции

1,07

4,12

6,77

15,65

9,88

9,63

7,46

7,74

5,235

Геотермальные электростанции

58,2

91,2

149,1

313,1

395,0

396,4

462,6

484,7

446,5

Малые ГЭС

1672,6

2586,5

2429,5

2276,7

2738,2

2788,1

2548,5

2659,2

3178,5

Тепловые электростанции на биомассе*

4791,5 (1380,3)

4991,2 (1380,9)

6582,8 (1995,4)

5518,1 (2025,0)

5670,7 (2431,5)

5562,9 (3720,1)

5833,4 (2612,9)

5981,3 (2817,1)

5941,2 (2325,9)

Итого

3112,17

4071,78

4580,77

4630,45

5574,68

6908,23

5631,46

5968,74

5974,135

Производство электроэнергии на электростанциях России

877800

891300

891300

916300

931900

953100

931381

1008256

1033327

Доля ВИЭ, %

0,36

0,46

0,52

0,51

0,6

0,73

0,61

0,61

0,58

Источник: Отчёты о технико-экономических показателях и расходе условного топлива на электростанциях России за 20002008 гг. Госкомстат России.

* В скобках указано количество выработанной энергии непосредственно за счёт использования биомассы.


        устанавливает правила, критерии и порядок квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования ВИЭ;

        осуществляет поддержку использования ВИЭ и стимулирование использования энергетических эффективных технологий в соответствии с бюджетным законодательством РФ;

              утверждает критерии для предоставления из федерального бюджета субсидий в порядке компенсации стоимости технологического присоединения генерирующих объектов с установленной генерирующей мощностью не более 25 МВт, признанных квалифицированными объектами;

              утверждает порядок ведения реестра выдачи и погашения сертификатов, подтверждающих объём производства электроэнергии на функционирующих на основе использования ВИЭ квалифицированных генерирующих объектах;

              устанавливает прибавляемую к равновесной цене оптового рынка надбавку для определения цены электроэнергии, произведённой на основе использования ВИЭ квалифицированных генерирующих объектов;

              устанавливает обязательный для покупателей электроэнергии на оптовом рынке объём приобретения электроэнергии, произведённой на функционирующих на основе использования ВИЭ квалифицированных генерирующих объектах.

Две неточности законодательства затрудняют реализацию положений.

1. Главная мера стимулирования – надбавки к равновесной цене оптового рынка, которые добавляются к тарифу на электроэнергию, для установок с использованием ВИЭ, хотя эти установки, как правило, не работают и не будут работать на оптовом рынке. Их работа осуществляется на розничных рынках, т. е. величина надбавки должна исчисляться от тарифа на электроэнергию для конечных потребителей. Закон вообще не упоминает установки, работающие в неценовых зонах, изолированных районах и на автономных потребителей, а ведь именно в этих местах предполагается массовое использование установок на ВИЭ.

2. Предполагается предоставление из федерального бюджета субсидий в порядке "компенсации стоимости технологического присоединения генерирующих объектов с установленной мощностью не более 25 МВт". Принятой формулировкой ограничение по мощности распространяется на все виды электростанций: ветровые, геотермальные, тепловые на биотопливе и прочие, что противоречит международной практике и вносит дополнительные трудности в развитие возобновляемой энергетики в крупных масштабах. В законе следует уточнить, что ограничения по мощности касаются только малых гидростанций (как в европейских и мировых стандартах).

Нормы закона не касаются производства тепловой энергии с использованием ВИЭ, хотя здесь возможно наиболее масштабное их использование. Следовательно, наиболее актуальное и перспективное направление использования ВИЭ лишено законодательной базы стимулирования. Частично проблема производства тепловой энергии на базе ВИЭ решается Указом Президента РФ от 4 июня 2008 г. № 899 "О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики". В целях снижения к 2020 г. энергоёмкости валового внутреннего продукта Российской Федерации не менее чем на 40 % по сравнению с 2007 г., обеспечения рационального и экологически ответственного использования энергии и энергетических ресурсов Указ требует: при формировании тарифной политики и проектов федерального бюджета предусматривать бюджетные ассигнования, необходимые для поддержки и стимулирования реализации проектов использования ВИЭ и экологически чистых производственных технологий; учитывать в качестве критерия выделения отдельных видов субсидий для применения на территории субъекта РФ энергосберегающих и экологически чистых производственных технологий; рассмотреть вопрос о включении в образовательные стандарты основ экологических знаний.

Для реализации Федерального Закона и Указа Президента РФ необходимо разработать ряд подзаконных актов на уровне распоряжений или постановлений Правительства РФ. Прежде всего, речь идёт об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики, содержащих целевые показатели объёма производства и потребления электрической энергии с использованием ВИЭ в совокупном балансе производства и потребления электроэнергии, включая мероприятия по достижению целевых показателей.

Постановлением Правительства РФ от 3 июня 2008 г. № 426 "О квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования возобновляемых источников энергии" устанавливаются критерии и порядок квалификации электрических станций и отдельных энергоустановок по производству электрической энергии (энергоблоков), функционирующих на основе использования ВИЭ (установленным в соответствии с основными направлениями государственной политики), с целью определения соответствия целевым показателям объёма производства и потребления электрической энергии с использованием ВИЭ в совокупном балансе производства и потребления электрической энергии.

Минэнерго РФ был дан ряд поручений, что позволило Распоряжением Правительства РФ от 8 января 2009 г. № 1-р утвердить "Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года", где установлены следующие значения целевых показателей использования ВИ Э в производстве электроэнергии (кроме ГЭС мощностью более 25 МВт): в 2010 г. – 1,5 %, в 2015 г. – 2,5 %, в 2020 г. – 4,5 %. Минэнерго России осуществляет дифференцирование указанных значений по каждому виду ВИЭ, а также введение дополнительных индикативных целевых показателей, характеризующих достижение установленных целей. Дополнительно необходимо распоряжение Правительства РФ о формировании концепции нормативного регулирования, обеспечивающего реализацию полномочий Правительства Российской Федерации по осуществлению поддержки использования ВИЭ и стимулирования использования энергетически эффективных технологий в соответствии с бюджетным законодательством Российской Федерации. Возникают обоснованные опасения, что под серьёзной угрозой находится выполнение показателей на 2015 г. (см. Распоряжении от 8 января 2009 г. № 1-р).

Выводы и предложения

Развитие возобновляемой энергетики в зарубежных странах обусловлено стремлением снизить зависимость от экспорта энергоресурсов, снизить отрицательное воздействие энергетики на природу, стремлением завоевать рынки сбыта наукоёмкого и высокотехнологичного оборудования. Эти факторы сочетаются с идеологией, рассматривающей развитие возобновляемой энергетики как действенный путь выхода из кризиса.

Признание перспектив возобновляемой энергетики за рубежом носит всеобщий характер, и идея её развития находит поддержку бизнеса, правительств и населения. Более 70 стран мира объявили о своих конкретных целях в области использования ВИЭ по установленному вводу мощностей или достижению определённой доли ВИЭ в производстве электрической или первичной энергии.

Страны мира, осуществляя стимулирование возобновляемой энергетики посредством установления специальных тарифов на производимую электрическую энергию, устанавливая нетарифные меры (налоговые льготы, прямое субсидирование и др.), пришли к политике активного участия крупнейших нефтяных, газовых и электроэнергетических компаний в её реализации, что обеспечило темпы роста всех направлений возобновляемой энергетики выше темпов роста экономик стран. При этом ветроэнергетика в кризисные годы развивалась с темпами 20–25 % к предыдущему году, а фотоэнергетика – с темпом 40–45 %. К 2020 г. доля ветровой энергии в производстве электрической энергии в мире достигнет или даже превысит 10 %.

Россия, имея ресурсы всех видов ВИЭ и разработанное современное оборудование, катастрофически отстаёт по объёму использования ВИЭ, хотя внутренняя потенциальная потребность в развитии возобновляемой энергетики гораздо шире, чем во многих зарубежных странах с развитой возобновляемой энергетикой.

Для обеспечения баланса интересов населения, государства, науки и бизнеса необходимо формировать разработку и утвердить:

·                        подзаконные акты, обеспечивающие реализацию изменений Федерального Закона № 35-ФЗ "Об электроэнергетике", касающиеся производства электрической энергии на основе использования ВИЭ;

·                        законодательные акты, стимулирующие производство электрической, тепловой энергии и топлива на основе ВИЭ для индивидуального и группового использования.

Необходимо помнить, что все без исключения отрасли современного топливно-энергетического комплекса на начальном периоде своего развития во всех странах развивались на базе государственного финансирования и разнообразной государственной поддержки. Не сможет и не должна обойтись без такой поддержки и российская энергетика на базе возобновляемых источников энергии.