Неисчерпаемый ресурс: обзор существующих направлений развития солнечной и ветровой генерации в России

wind power renewable Ветростанция в Тикси, Якутия. Фото: rushydro.ru

Статья подготовлена специально для 74 номера издаваемого «БЕЛЛОНОЙ» журнала «Экология и право».

Фариза Есиева, руководитель Сектора энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Международного центра устойчивого энергетического развития,

Григорий Юлкин, директор Департамента стратегического планирования и партнерства Международного центра устойчивого энергетического развития,

Владимир Бердин, заместитель исполнительного директора Международного центра устойчивого энергетического развития.

 

В то же время остро стоит вопрос о снижении негативного воздействия на окружающую среду и, в частности, минимизации выбросов парниковых газов в атмосферу. И это еще одно из преимуществ ВИЭ, ведь в процессе выработки электро- и теплоэнергии отсутствуют выбросы парниковых газов.

Возобновляемые источники энергии можно назвать главным претендентом на статус энергетического ресурса будущего, и это очевидно. Неравномерное распределение мировых запасов ископаемых ресурсов, быстрый рост населения планеты, политические конфликты привели к тому, что большинство стран стремится к энергетической независимости. Этого отчасти можно достичь как раз за счет производства электроэнергии на основе ВИЭ.

Быстрое развитие энергетики на основе ВИЭ выражается в совершенствовании существующих технологий и снижении капитальных затрат и себестоимости вырабатываемой электроэнергии, и в первую очередь это касается солнечной и ветровой энергии.

Спрос на «зеленую» энергию

Согласно структуре источников выработки электроэнергии в мире за 2017 год доля ВИЭ составляет 26,5%, или 2195 ГВт, с учетом гидроэнергетики, при этом солнечная и ветровая энергия составляют 1,9% (402 ГВт) и 5,6% (539 ГВт) соответственно. То есть возрастающая доля ВИЭ в общем балансе энергоресурсов говорит о коммерческой зрелости «зеленых» энергетических проектов. Однако на данный момент этого недостаточно для решения задач энергетической безопасности в ряде стран.

В то же время многие страны разрабатывают планы по развитию возобновляемых источников энергии. Например, в Европейском союзе приняты и реализуются такие программы, как Энергетическая стратегия до 2050 года (EU 2050 Energy Strategy), Программа ЕС по энергетике и изменению климата до 2030 года (EU 2030 Climate and Energy Framework), Пакет мер ЕС по энергетике и изменению климата до 2020 года (EU 2020 Climate and Energy Package), Директива по возобновляемой энергетике, Система торговли разрешениями на выбросы (EU ETS) и другие.

Программы направлены на повышение энергоэффективности и снижение выбросов парниковых газов, в первую очередь за счет перехода к «неуглеводородной» экономике. Долю ВИЭ планируется увеличить до 70% к 2050 году.

Из стран Европы стоит выделить Германию, которая в связи с отказом от атомной энергетики к 2022 году и угольной – к 2038 году активно развивает проекты солнечной и ветровой генерации и использования биомассы. Долю ВИЭ в производстве электроэнергии планируется увеличить до 65% к 2030 году.

В Дании на ветроэлектростанциях производится 43% от общего объема электроэнергии, при этом планируется дальнейшее увеличение объемов использования ВИЭ при производстве электроэнергии: к 2030 году до 50%, а к 2050-му – до 100%.

Китай является мировым лидером по инвестициям в «зеленые» технологии в энергетике и по производству солнечных батарей. Правительство Китая утвердило План по увеличению использования ВИЭ, согласно которому генерирующая мощность солнечных станций должна достичь 110 ГВт, а ветряных – 210 ГВт (по пересмотренному в 2016 году плану). В прошлом году Китай заявил о цели в 35% потребления электроэнергии на основе ВИЭ к 2030 году.

В Индии 70% энергобаланса приходится на уголь, однако программа развития ВИЭ предусматривает показатель в 175 ГВт установленной мощности к 2022 году, из них 100 ГВт будут приходиться на солнечные и 60 ГВт – на ветровые электростанции. Также Индия планирует построить первую в мире плавающую солнечную электростанцию.

Согласно данным Федеральной комиссии по регулированию в области энергетики США (FERC) ВИЭ обеспечивают 20,66% от общего объема энергопотребления в стране. В целом США обладают достаточно большим потенциалом развития солнечной и ветровой энергетики. Во многих штатах установлены цели по увеличению доли ВИЭ в производстве электрической энергии. В прошлом году пять штатов заявили о своем желании перейти полностью на ВИЭ – например, штат Колорадо планирует перейти на 100% ВИЭ к 2040 году.

Российский потенциал

А как обстоят дела в России? Развитие возобновляемой энергетики в нашей стране идет не так быстро, как в странах Европы, Китае, США и других государствах. Это связано как со значительным количеством запасов ископаемого топлива, так и с более «чистой» производимой электроэнергией, 84,2% которой приходится на низкоуглеродные и безуглеродные источники.

На сегодняшний день безуглеродные источники производства электроэнергии, к которым относятся крупные ГЭС, АЭС и ВИЭ, составляют 34,5%. Однако на долю ВИЭ приходится лишь 0,2%, суммарная мощность при этом составляет 2,55 ГВт.

Несмотря на небольшой вклад в производство электроэнергии, в России действует политика поддержки ВИЭ, активная реализация которой началась в 2013 году. Существующие механизмы поддержки ВИЭ распространяются на оптовый и розничный рынки. На оптовом рынке действуют долгосрочные договоры поставки мощности (ДПМ), заключаемые по итогам конкурсных отборов по различным типам ВИЭ-генерации. Механизм ДПМ предполагает соблюдение степени локализации реализуемого проекта, то есть использования определенной доли отечественного оборудования и инжиниринговых услуг. На розничном рынке сетевые компании должны осуществлять компенсацию потерь в первую очередь за счет потребления электроэнергии на основе ВИЭ мощностью до 25 МВт, для изолированных энергосистем устанавливаются долгосрочные тарифы на покупку энергии от объектов ВИЭ на период окупаемости (15 лет). Также из федерального бюджета предоставляется субсидия для компенсации стоимости технологического присоединения генерирующих объектов с установленной мощностью не более 25 МВт.

Механизм стимулирования развития ВИЭ на розничном рынке, принятый в 2015 году, на данный момент практически не дал никаких результатов. А вот меры поддержки на оптовом рынке оказались более эффективными. Далее рассмотрим результаты.

Развитие солнечной энергетики в России включает все необходимые для постоянного совершенствования этапы: научно-исследовательская деятельность, производство, строительство и эксплуатация СЭС.

В 2017 году на заводе компании «Хевел» в Новочебоксарске было запущено производство гетероструктурных солнечных модулей высокой производительности. Научно-техническим центром тонкопленочных технологий в энергетике была разработана ячейка фотоэлектрического преобразователя по гетероструктурной технологии, характеризующаяся высоким КПД – 22% и широким температурным диапазоном использования. Гетероструктурная технология представляет собой гибрид кристаллического и тонкопленочного типов кремниевых солнечных элементов. Благодаря этой технологии удается объединить основные преимущества кристаллических модулей (высокий КПД, отсутствие световой деградации) и тонкопленочных модулей (низкая себестоимость, высокая эффективность при повышенных температурах эксплуатации модулей).

В сентябре 2017 года на территории Майминского района Республики Алтай заработала первая солнечная электростанция мощностью 20 МВт, выполненная на базе новейших гетероструктурных модулей.

Солнечные модули высокой производительности выпускают три компании: Panasonic, SunPower и «Хевел». В России также запущено производство кремниевых слитков и пластин для изготовления солнечных модулей – на заводе «Солар Кремниевые технологии» в Московской области.

По итогам конкурсного отбора проектов нового строительства ВИЭ за 2013-2018 годы было отобрано 109 объектов СЭС суммарной мощностью 1 782,7 МВт. В целом по России суммарная мощность СЭС составляет 836 МВт.

Для выполнения требования по степени локализации объектов ВИЭ в России развивается производство различных компонентов ветроустановок. Так, в 2018 году в Нижегородской области компания Vestas Manufacturing Rus совместно с Фондом развития ветроэнергетики открыла производство гондол для ветрогенераторов, сбор системы управления углом поворота гондолы и системы охлаждения.

В рамках специального инвестиционного контракта между Vestas Manufacturing Rus, Министерством промышленности и торговли РФ и Ульяновской областью была запущена первая очередь завода по производству композитных лопастей для турбин ВЭУ мощностью 3,6 МВт.

Компании «Сименс Гамеса Реньюэбл Энерджи» и «Сименс Технологии Газовых Турбин» (СТГТ) подписали соглашение о сборке гондол и ступиц ветроустановок мощностью 3,4 МВт. Производство ветрогенераторов будет налажено на площадке СТГТ в Ленинградской области в августе 2019 года.

В Волгодонске компания «НоваВинд» совместно с голландским производителем ветроустановок Lagerwey планирует запустить производство ступиц, гондол, генераторов и систем охлаждения ветроустановки по технологии Lagerwey.

За 2013-2018 годы суммарная мощность отобранных проектов ВЭС составила 3 254,4 МВт, или 103 объекта. В 2017 году был запущен первый в России ветропарк мощностью 35 МВт в Ульяновской области, а в первом квартале 2019 года планируется ввод в эксплуатацию второй очереди ветропарка мощностью 50 МВт. Суммарная мощность построенных ВЭС в России составляет 168 МВт.

В 2017 году энергетический концерн Fortum и РОСНАНО учредили Фонд развития ветроэнергетики, который получил право на строительство ветряных электростанций суммарной мощностью почти 2 ГВт в период с 2019 по 2023 год. Компания «ВетроОГК» ведет строительство в Ставропольском крае четырех ветропарков суммарной мощностью 260 МВт.

В конце этого года также планируется ввод в эксплуатацию ветропарка мощностью 90 МВт в Ростовской области, строительство которого ведет дочерняя фирма итальянской Enel – «Энел Россия».

В 2019 году Сбербанк открыл кредитную линию на сумму до 22,5 млрд рублей для ПАО «Энел Россия» ООО «Энел Рус Винд Кола» на строительство ветропарка в Мурманской области мощностью 201 МВт.

Таким образом, в России, несмотря на определенные сложности, связанные как с локализацией производства, так и с излишними требованиями законодательства при строительстве и эксплуатации электростанций, наблюдается постепенное развитие солнечной и ветровой энергетики.

Существующий сегодня механизм поддержки ВИЭ на оптовом рынке завершается в 2024 году. Конечно, не все целевые показатели этой программы достигнуты к 2019 году, но, тем не менее, уже есть положительные результаты. За время действия долгосрочных ДПМ с 2013 года был дан старт возобновляемой энергетике в России, началось активное строительство солнечных и ветровых электростанций. Постепенно вводятся в эксплуатацию заводы по производству основного и вспомогательного оборудования солнечных и ветроустановок.

Дальнейшее стимулирование…

Сегодня остается открытым вопрос о дальнейшем стимулировании развития ВИЭ в России – после окончания программы ДПМ до 2024 года. Очевидно, что продлевать программу поддержки в том виде, в каком она существует сейчас, не имеет смысла. Поэтому главной задачей на данный момент является определение направлений и целей будущей программы. Так, по мнению экспертов, основной целью системы поддержки ВИЭ после 2024 года должно стать создание экономических условий для повышения эффективности объектов ВИЭ российского производства с выходом на конкурентоспособный уровень на внутреннем рынке и с перспективой – на зарубежные рынки. В том числе необходимо вести работу по устранению избыточных затрат для инвесторов и производителей оборудования, упрощению доступа проектов на рынок, налоговому стимулированию производства и применения объектов ВИЭ, а также стимулированию добровольного спроса на «зеленую» электроэнергию.

Стоит отметить, что в прошлом году был разработан проект федерального закона «О внесении изменений в Федеральный закон „Об электроэнергетике“ в части развития микрогенерации». Законопроект направлен на стимулирование развития солнечной и ветровой генерации малой мощности. Он предполагает, что физлица – собственники электростанций мощностью до 15 кВт включительно, работающих в том числе на ВИЭ, смогут продавать излишки выработанной на собственные нужды электроэнергии в местную сеть.

…и развитие

Возобновляемые источники энергии в мире постепенно занимают свою нишу среди энергоресурсов, в основном при производстве электроэнергии. При этом наблюдается достаточно быстрое снижение себестоимости вырабатываемой энергии, особенно активно это происходит в солнечной энергетике.

В России, как уже говорилось, также наблюдается положительная динамика развития солнечной и ветровой генерации. Однако есть ряд вопросов, затрудняющих использование «зеленой» энергии. В первую очередь это законодательные ограничения, которые увеличивают капитальные затраты проектов, а именно повышенные требования к инфраструктуре, надежности и безопасности строящихся объектов ВИЭ.

Сегодняшний интерес к возобновляемым источникам энергии, связанный с неисчерпаемостью ресурсов и низкой стоимостью эксплуатации, независимостью от цен энергоносителей на мировых рынках, а также в связи с политикой развитых государств по снижению выбросов парниковых газов, продолжает расти, а это значит, что в ближайшее время мы будем наблюдать дальнейшее развитие «зеленых» технологий и использование ВИЭ-генерации в большем объеме.

Григорий Юлкин

Фариза Есиева

Владимир Бердин