Вода, солнце и ветер для коммерческого производства электроэнергии
Нефть скоро кончится… Об этом в последнее время все чаще стали говорить экономисты и аналитики. По некоторым оценкам, на данный момент в мире добыто уже около 80% объема нефтяных запасов, открытых к 1980 году. Хватит ли запасов «черного золота» на 50 или 100 лет – не так принципиально, важно менять стратегическое мышление в отношении источников энергии. Несмотря на то, что сегодня значительные суммы инвестируются в развитие нефтяной и газовой промышленности, через несколько десятилетий мировая экономика все равно столкнется с дефицитом энергоресурсов. И это неизбежно, если альтернативная энергетика не станет тактическим и стратегическим инструментом экономики.
«Для каждого периода социально-экономического развития характерна своя структура энергопотребления. Переход к следующему этапу возможен только на новой технической базе и сопровождается значительным ростом энергопотребления, что связано чаще всего с появлением нового вида энергии», – об этом «Капитал.kz» рассказал Евгений Винокуров, начальник отдела экономического анализа Евразийского банка развития. Анализ исторического развития показывает, что качественный скачок в развитии производительных сил оказывается возможным лишь при этом условии. Одновременно меняется структура энергетического баланса, в котором доля новых энергетических ресурсов, ставших более доступными для использования, за короткий срок резко повышается и продолжает расти.
Как считает г-н Винокуров, процесс трансформации современной экономики характеризовался опережающим развитием реального сектора, в структуре которого доля высокоэнергоемких производств резко возрастала. Однако помимо очевидных преимуществ по сравнению с предшествующим этапом развития, это повлекло за собой активное наращивание объемов потребления, в основном, невозобновляемых природных топливно-энергетических ресурсов – нефти, газа, угля, торфа, сланцев и ряда других. Исчерпаемость таких ресурсов и отсутствие новых изначально были ограничителями экономического роста.
В настоящее время социально-экономическое развитие многих стран поддерживается на неизменном уровне, в основном, за счет использования преимущественно невозобновляемых источников энергии. Отсутствие перспектив появления новых источников ставит под сомнение возможность значительного роста потребления энергоресурсов и перехода на новую ступень развития. Этот фактор ставит вопрос о развитии альтернативных источников энергии, повышении энергоэффективности в ряд наиболее актуальных современных проблем.
По информации IGM consulting company, на сегодняшний день доля использования альтернативных источников энергии в ЕС равна 6%, в США – 3%, в РФ – 0,3%. В Казахстане эта цифра составляет 0,2% от общего энергопотребления. К 2024 году предлагается установить уровень альтернативных источников энергии в 5% от общего энергопотребления Казахстана, то есть достичь показателей стран ЕС и США.
В целом Казахстан обладает значительным потенциалом альтернативных источников энергии, прежде всего, в виде гидро-, ветро– и солнечной энергии, которой достаточно для того, чтобы обеспечить значительную часть его потребности в энергетических ресурсах. Гидро– и ветроэнергетика должны найти самое широкое применение для коммерческого производства электроэнергии.
Малая гидроэнергетика
На сегодняшний день в Казахстане наиболее активно развивается малая гидроэнергетика. Об этом в эксклюзивном интервью «Капитал.kz» рассказала Светлана Мухамбетова, аналитик IGM consulting company. В данной области реализовано несколько проектов, которые успешно функционируют. Существует, по крайней мере, 480 потенциальных проектов малых гидроэлектростанций с общей вводной мощностью 1868 МВт и 8510 ГВт средней годовой мощности выработки электроэнергии. В частности, один из клиентов IGM consulting company планирует освоить производство мини-гидростанций, принцип работы которых основан на вращающемся шнеке (винте). Подобное устройство устанавливается в канал с проточной водой и вырабатывает мощность от 2 кВт, при этом, не нанося вред окружающей среде. При массовом производстве технические характеристики подобных установок улучшаются, а стоимость их изготовления уменьшается.
Малая гидроэнергетика обладает преимуществами больших ГЭС, но лишена их недостатков, связанных с негативным воздействием на окружающую среду. Она основана на использовании местных ресурсов. Выработанная электроэнергия обычно передается по низковольтной распределительной сети относительно небольшому количеству потребителей, расположенных поблизости от ГЭС. В подготовленном компанией IGM consulting company для АО «Национальный инновационный фонд» исследовании отраслей альтернативной энергетики Казахстана указывается, что существуют два основных типа малых (или микро) электростанций. При наличии аккумуляторной системы малая ГЭС вырабатывает электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторах. В периоды низкого уровня потребления электроэнергии ее излишек также сохраняется в аккумуляторах. Если же природного водяного потока достаточно для бесперебойной выработки электроэнергии, малая ГЭС поставляет электроэнергию в сеть напрямую, без накопления ее в аккумуляторах.
Как отмечается в исследовании, согласно данным Всемирного банка, первичные капиталовложения в строительство малых ГЭС колеблются от $1800 до $8800 ыа 1 кВт установленной мощности (для водяных напоров от 2,3 м до 13,5 м), и от $1000 до $3000 за 1 кВт (для напоров от 27 м до 350 м). В то же время затраты на обслуживание ГЭС невысокие.
Гидропотенциал Казахстана довольно велик, он оценивается примерно в 170 ТВт в год, на сегодняшний день из них вырабатываются лишь 7-8 ТВт в год.
Солнечная энергетика
Солнечная энергетика признана одним из наиболее перспективных видов альтернативной энергетики в мире, по темпам развития ее даже сравнивают с информационными технологиями. По расчетам ученых, получаемой от солнца энергии достаточно для обеспечения энергетических потребностей всего человечества. Важно, что производство и эксплуатация солнечных энергетических установок экологически безопасны. Наибольшее распространение этот вид альтернативной энергетики получил в Японии, США, Израиле и Германии.
Количество солнечных часов на территории Казахстана составляет 2200-3000 часов в год, а суммарная дневная радиация при реальных условиях облачности в республике составляет 3,8-5,2 кВт•ч/м2, что делает возможным использование панелей солнечных батарей, портативных систем фотоэлектроисточников и солнечных нагревателей воды.
Как рассказал в интервью «Капитал.kz» Нурлан Джиенбаев, директор ТОО «ND & Co», Казахстан обладает большим потенциалом солнечной радиации, но развитие этой отрасли затрудняет отсутствие законодательной базы. За рубежом те, кто пользуется фотоэлектрическими системами, имеют ряд преференций. К примеру, при покупке фотоэлектрической станции обеспечивается дотация государства в размере 40-50% от стоимость оборудования, при соединении с общей сетью государство обязывает транспортные компании покупать эту энергию за 0,45 евроцентов. Успех германского рынка солнечной энергетики обусловлен, к примеру, значительной государственной поддержкой этой отрасли. Реализуемая в Германии федеральная «Программа 100 000 солнечных крыш» предусматривает финансовые субсидии инвесторам в размере 0,51 млрд. евро и является самой крупной в мире программой финансирования в сфере солнечной энергетики.
На сегодняшний день солнечная энергия используется в основном для производства тепла для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения, а также преобразуется в электроэнергию. Использование солнечных коллекторов для подогрева воды можно осуществлять как для горячего водоснабжения отдельных зданий, так и на котельных системах централизованного теплоснабжения. Как отмечается в исследовании IGM consulting company, в рамках проекта ПРООН/ГЭФ и Правительства Казахстана «Развитие возможностей для более эффективного использования энергии в снабжении теплом и горячей водой в Казахстане» при поддержке канадского Агентства по международному развитию осуществлен пилотный проект по установке солнечных коллекторов на одной из котельных Алматы.
Фотоэлектрические панели могут найти применение для получения электричества в небольших количествах для нужд освещения, телерадиовещания на небольших сельских фермах и чабанских кочевьях, не имеющих доступа к линиям электропередачи.
По мнению г-на Джиенбаева, в Казахстане перспективны и экономически оправданы оба направления использования солнечной энергии. К примеру, стоимость прокладки 1 км линии электропередачи в 2008 году составляла 1 млн. тенге.
В целом, по прогнозам ученых, к концу XXI века благодаря практически неистощаемому ресурсу энергии солнечного излучения солнечное электричество будет доминирующим источником энергии с долей приблизительно 60%.
Ветроэнергетика
По оценке Всемирной метеорологической организации, потенциал энергии ветра в мире составляет 170 трлн. кВт/ч в год, общий мировой ресурс оценивается в 53 000 тераватт-часов (ТВт/ч) в год и более чем в 2 раза превышает прогнозируемое потребление электроэнергии в 2020 году. Установленная мощность ветроэлектростанций (ВЭС) в мире, по некоторым оценкам, составляет около 1% мировой генерирующей мощности.
По информации Всемирной ветроэнергетической ассоциации, в 2007 году был отмечен уверенный рост мировой ветроэнергетики до 20-30% в год за счет повышения эффективности использования ветроэнергетических установок и увеличения выработки электроэнергии странами-лидерами: Германией, США, Испанией, Китаем, Индией, Данией и другими. Казахстан в рейтинге мирового ветроэнергетического сектора пока занимает 69-е место с общей установленной мощностью на конец 2007 года 0,50 МВт. В ряде районов Казахстана среднегодовая скорость ветра составляет порядка 6 м/с и выше, что делает эти районы привлекательными для развития ветроэнергетики. По экспертным оценкам, ветроэнергетический потенциал Казахстана оценивается как 1820 млрд. кВтч электроэнергии в год.
В Алматинском институте энергетики и связи разработаны опытные виндроторные установки мощностью 2-20 кВт и турбовинтовые модульные установки мощностью 1-60 кВт, которые в разное время были запущены в Капшагае, Шымбулаке, Алаколе, Достыке. Но в целом в условиях существующего рынка электроэнергии ветроэнергетические ресурсы Казахстана осваиваются медленно.
Что мешает?
Существует несколько факторов, препятствующих развитию альтернативной энергетики в Казахстане. По мнению г-на Винокурова, основным барьером являются низкие тарифы, не способствующие прогрессу в развитии ветровой, и солнечной энергетики. Пока затраты на получение электрической энергии на основе альтернативной энергетики в силу объективных экономических и технических причин все еще значительно выше, чем электроэнергии от угольных ТЭС. Необходимо также учитывать крайне высокую капиталоемкость строительства генерирующих мощностей. В условиях сжатия мировых кредитных рынков эта проблема стала еще более актуальной.
Вместе с тем решение данной проблемы усугубляется слабой материально-технической и научной базой, отсутствием отечественных предприятий по производству оборудования для этой отрасли энергетики. Несмотря на декларируемое внимание к этому сектору энергетики, до настоящего времени не создано структуры, которая решала бы вопросы практического использования альтернативных видов энергии. «Понятно, что в итоге поиск экономически целесообразных версий развития альтернативной энергетики будет оставаться на прежнем уровне, а предлагаемые решения нерентабельными. Можно с большой долей уверенности говорить о том, что эта тенденция будет еще долго определять место альтернативной энергетики в отечественной энергетике. Вместе с тем, новая индустриальная политика в энергетике страны должна иметь, прежде всего, комплексный подход и одновременно предполагать развитие всех этапов научно-инновационного, проектного и производственного цикла», – считает Евгений Винокуров.
По мнению аналитика IGM consulting company, следует учитывать и недостаточную осведомленность и консерватизм потенциальных производителей и потребителей альтернативной энергии; а также нехватку инженерных и научных кадров, способных решать организационно-технические, экологические, экономические проблемы использования возобновляемой энергии.
«В Казахстане полноценная структура отрасли альтернативной энергетики не создана, а потому ее формирование потребует значительных издержек и инвестиций», – такого мнения придерживается Светлана Мухамбетова. Если рассматриваемую отрасль разделить на соответствующие этапы: производство, транспортировка, потребление и сопутствующая деятельность, то для создания инфраструктуры каждого сегмента необходимы колоссальные затраты. При этом, если производство еще имеет под собой какую-то базу, на основе которой можно наладить соответствующую деятельность, а, следовательно, сократить затраты, то налаживание успешной деятельности остальных отраслей потребует внушительных капиталовложений.
Однако нельзя забывать про то, что создание полноценной отрасли традиционной энергетики в свое время также требовало немалых финансовых и временных затрат, но ее становление происходило во времена Союза в совершенно отличных условиях, когда осознавалась вся значимость электрификации. Поэтому затраты на становление отрасли альтернативной энергетики довольно относительны.
«Краткосрочные перспективы альтернативной энергетики в Казахстане очень скромные», –такого мнения придерживается начальник отдела экономического анализа Евразийского банка развития. В Казахстане хорошие перспективы производства кремния и поликремния как важнейшего металлургического компонента солнечной энергетики. Не исключено, что в будущем на этой основе возникнет вполне конкурентоспособная в мировом масштабе отрасль.
В целом доля традиционной топливной энергетики в мировом энергобалансе будет последовательно сокращаться, возобновляемые источники смогут занять в обозримом будущем максимум 10% энергобаланса, примерно столько же придется на долю альтернативной энергетики.
