Возобновляемые источники энергии (ВИЭ): потенциал и перспективы развития в России

Возобновляемые источники энергии весьма многообразны и имеют огромный потенциал развития. По прогнозу экспертов мировое потребление ВИЭ к 2040 г. может достичь почти 3 млрд. т. н.э.[1]

Потенциал возобновляемых источников энергии,

В России технический ресурс возобновляемых источников энергии, по существующим оценкам, составляет не менее 4,5 млрд т у.т. в год.

Указанный объем в 4 раза с лишним раза превышает объем современного потребления всех топливно-энергетических ресурсов России.

В настоящее время потенциал ВИЭ на территории России оценивается в  270 млн т у.т., в том числе по основным видам источников энергии:

·        тепловая энергия Земли — 115 млн т у.т.;

·        энергия малых рек — 65 млн т у.т.;

·        энергия биомассы — 35 млн т у.т.;

·        энергия низкопотенциальных источников тепла — 31,5 млн т у.т:

·        энергия Солнца — 12,5 млн т у.т.;

·        энергия ветра — 10 млн т у.т..

Имеющийся на территории России потенциал ВИЭ создает благоприятные перспективы решения энергетических, социальных и экологических проблем.

В России имеются обширные районы, где по экономическим, экологическим и социальным условиям целесообразно приоритетное внимание уделять развитию именно возобновляемой энергетики, в том числе нетра­диционной и малой.

Основные направления развития ВИЭ утверждены в Государственной программе Российской Федерации «Энергоэффективность и развитие энергетики», рассчитанной на период до 2020 г. 

В частности, целевым ориентиром в Программе является увеличение доли производства электрической энергии генерирующими объектами, функционирующими на основе использования возобновляемых источников энергии, в совокупном объеме производства электроэнергии в два с лишним раза с 1,1% в настоящее время до 2,5% к 2020 г.

Для достижения намеченных целевых показателей и объемов производства электроэнергии на базе ВИЭ необходимо обеспечить увеличение мощности генерирующих объектов в целом до 1,4 ГВт.

Увеличение указанных мощностей планируется за счет ВИЭ геотермальных электростанций, малых ГЭС, ветроэлектрических станций, приливных электро­станций, тепловых электростанций, использующих биомассу в качестве одного из топлив и прочих видов электроустановок.

Геотермальная энергетика

Одним из наиболее перспективных направлений развития электроэнергетики в России является геотермальная энергетика. Все действующие российские геотермальные электростанции  расположены на территории Камчатки и Курил.

В настоящее время в России разведано 56 новых месторождений термальных вод с потенциалом, превышающим 300 тыс. м/сутки.

На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкессия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край).

 При этом суммарный электроэнергетический потенциал пароводных терм, который оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности, реализован только в размере чуть более 80 МВт установленной мощности.

Некоторые геотермальные установки при наличии соответствующего ресурса по рентабельности могут быть близки к электроэнергетике.

Наиболее конкурентоспособными среди технологий возобновляемой энергетики являются малые ГЭС. В некоторых случаях удельные дисконтированные затраты[2] строительства и эксплуатации таких станций на малых реках могут быть ниже, чем для АЭС, угольных и газовых электростанций.

Энергетика биогаза

Важным направлением является также увеличение использования энергетического потенциала биомассы.

Из биомассы получают биогаз в результате процесса биологического разложения. Органические материалы преобразуются в метан, углекислый гази компостируются при отсутствии кислорода.

Биогаз используется для производства тепла и пара, производство электроэнергии (когенерация), топливных элементов, топлива для транспортного сектора.

Для развития этого направления ВИЭ планируется увеличить использование местных видов топлива, таких как, например, торф, отходов лесной промышленности и сельского хозяйства, твердых бытовых отходов.

Солнечная энергетика

В последние годы активно стала развиваться солнечная энергетика. Строительство солнечных электростанций (СЭС) осуществляется в Республике Саха (Якутия), в Астраханской и Оренбургской областях, Республике Башкортостан, Республике Хакасия, Республике Алтай и др.

В 2016 г. в Орске была открыта одна из крупнейших в России СЭС мощностью 25 МВт с перспективой расширения до 40 МВт.

Станция была построена на территории бывшего места хранения отходов угольных электростанций с проведением дополнительных работ по восстановлению земель.

В 2015 г. состоялось открытие солнечной электростанции (СЭС) в поселке Переволоцкий Оренбургской области. Эта станция мощностью 5 МВт стала первой солнечной электростанцией, построенной в европейской части России и первой СЭС в ценовой зоне оптового рынка электроэнергии и мощности.

В 2015 г. в поселке Батагай Верхоянского улуса Республики Саха (Якутия) заработала крупнейшая СЭС в Заполярье. Мощность первой очереди энергообъекта составила 1 МВт.

Солнечная станция интегрирована в существующую систему энергоснабжения поселка и совместно с действующей дизельной электростанцией представляет единый энергокомплекс.

Благодаря СЭС ежегодная экономия дизельного топлива в поселке Батагай составила порядка 300 тонн или 16 млн рублей в ценах 2015 года.

При создании проекта разработчики учли климатические особенности заполярья, поэтому оборудование может выдержать перепад температур от +40°С летом до –45°С зимой.

При строительстве этой станции впервые был опробовал «кустовой метод» строительства СЭС. Закупка и доставка оборудования для малых СЭС были объединены с реализацией проекта батагайской солнечной станции, что позволило оптимизировать капитальные затраты и сроки монтажа оборудования.

В ближайшем будущем «кустовой метод» планируется применить при строительстве станций в Олекминском, Усть-Янском, Верхнеколымском и Оймяконском улусах Республики Саха (Якутия).

В 2015 г. в селе Бурибай Хайбуллинского района Республики Башкортостан была запущена первая очередь Бурибаевской СЭС мощностью 10 МВт.

Более 70% комплектующих для станции были произведены на территории России, 88 тысяч солнечных модулей, установленных на станции, выпустил Новочебоксарский завод ООО «Хевел».

Также в 2015 г. были введены в эксплуатацию Абаканская СЭС (5,1 МВт) в Республике Хакасия, вторая очередь Кош-Агачской СЭС (5 МВт) в Республике Алтай и Бугульчанская СЭС (5 МВт) в Республике Башкортостан.[3] 

Ветровая энергетика

Технический потенциал ветровой энергии России оценивается примерно в 50 трлн кВт·ч в год. Экономический потенциал составляет примерно 260 млрд кВт·ч в год, то есть около трети производства электроэнергии всеми электростанциями России.

Наиболее высокий ветроэнергетический потенциала имеют побережья Тихого и Арктического океанов, Приморья, юга Камчатки, Кольского полуострова, побережья Каспийского и Азовского морей, предгорные и горные районы Кавказа, Урала, Алтая, Саянских гор. 

В этих районах, имеющих подходящую инфраструктуру возможно строительство крупных ветропарков. 

Развитию масштабной ветроэнергетики в стране способствует наличие значительных запасов природного газа, который лучше других видов топлива подходит для развития высокоманевренной генерации.

Весьма эффектно применение малых ветроустановок, например для поднятия грунтовой воды и непосредственной выработки тепла, в степной и сельской местности.

Установленная мощность ветряных электростанций в стране на 2007 год составляли около 16,5 МВт, суммарная выработка не превышала 25 млн кВт·ч в год. 

В рамках реализации проекта по строительству первого ветропарка — на Дальнем Востоке в 2015 г. был открыт ветроэнергетический комплекс в поселке Усть-Камчатск. Комплекс состоит из трех ветроэнергетических установок суммарной мощностью 900 кВт.

Прогнозируется, что после сдачи в коммерческую эксплуатацию объект возобновляемой энергетики будет ежегодно вырабатывать более 2 млн кВт∙ч, частично заместив выработку дизельной электростанции поселка, что позволит экономить более 550 тонн топлива.

В дальнейшем планируется строительство еще 7 ветроустановок, в результате чего мощность всего комплекса ветропарка достигнет 3 МВт. [4]

Ветрогенераторы на суше, будучи уже достаточно хорошо развитой и распространенной технологией, фактически вписываются в диапазон удельных дисконтированных затрат для традиционных энергоресурсов. (50 - 130 долл. за МВт-ч).

В 2003 г. в России была разработана комплексная научно-исследовательская программа в области водородной энергетики и создания топливных элементов.

Программа реализуется Российской академией наук при финансовой поддержке компании «Норильский никель».

Создание водородных топливных элементов способно в корне изменить всю мировую энергетическую систему.

По оценкам специалистов, к 2035 г. в России мощность электростанций, работающих на ВИЭ, может увеличиться в 15-20 раз, а выработка электроэнергии на них – в 10-15 раз по сравнению с 2016 годом.

В настоящее время для ВИЭ характерна более высокая стоимость получения энергии по сравнению с энергией, получаемой из традиционных источников.

В перспективе развитию ВИЭ будет способствовать совершенствование технологий по снижению издержек их использования. Однако в ближайшие десятилетие для внедрения таких технологий потребуется государственная поддержка.

Андрианов Владимир – профессор МГУ, д.э.н.,  бывший Помощник Председателя Правительства РФ