Бросим надежды наветер: российская энергетика
- Ветропотенциал России и бывшего СССР Коэффициент применения установленной мощности (проценты) для ветрогенератора VESTAS V-90 3 МВт с высотой мачты 100 м
Лишь посмотрев на элементы современной установки для ветрогенерации, можно понять, каких масштабов достигла эта отрасль. На фото — установка элемента 120-метровой мачты
Установка гондолы, в которых размещаются пятимегаваттные электро-генераторы
Нет никаких сомнений — у многих граждан РФ упоминание о ветроэнергетике приведёт к снисходительной усмешке. Ну да, на всю Москву, потребляющую много электричества, имеется один ветряк на Дмитровском шоссе, еще что-то на Ленинградке. Эти сиротливо стоящие и очень немногочисленные конструкции шевелят себе медлено лопастями, убеждая всех окружающих в том, что ветроэнергетика — вещь сугубо экспериментальная, годящаяся только для подсобных потребностей.
Ну и заодно — любимая игрушка экологов.
Полный хайтек
Скажем честно: эта точка зрения в полной мере честна для сегодняшней России и была честна для всего остального мира — действительно, лет 10−15 назад. Но на данный момент за пределами отечественного отечества все обстоит в противном случае. Кто бывал в Западной Европе — ну, скажем, летел в самолете, заходящем на посадку в аэропорт Копенгагена, — имел возможность заметить это чудо: прямо среди моря последовательностями стоят десятки мачт с ветрогенераторами. И это совсем не игрушки.
Обычный ветропарк (в частности так именуются складывающиеся из множества генераторов ветроэлектростанции) включает в себя 80 установок, стоящих квадратом 8 х 10. Установленная мощность каждого отдельного генератора может быть около 5 МВт. Установленная мощность — это мощность, которую имел возможность бы производить генератор, если бы употреблялся на 100%.
В европейских условиях коэффициент применения установленной мощности (КИУМ) для ветростанций равен около 25%. Легко посчитать, что настоящая генерируемая мощность раздельно забранного ветропарка может составлять 5 х 80: 4, другими словами 100 МВт. Это сопоставимо с показателем для ГЭС, которую по интернациональной классификации уже нельзя считать малой.
Это приблизительно 1/7 применяемой мощности обычного ядерного реактора на тепловых нейтронах, каковые по большей части устанавливаются на российских АЭС. А вдруг учесть, что ветропарков в ЕС, США и Китае на данный момент очень много, то делается очевидным: генерация энергии, создаваемой с применением энергии ветра, осуществляется в масштабах, уже в полной мере сравнимых с производством электричества на тепловых, ядерных и гидростанциях.
Наряду с этим рост всемирный ветрогенерации идет практически безумными темпами. Еще десять лет назад установленная мощность всех ветряков в мире составляла 17 ГВт. В целом мало (не смотря на то, что чуть-чуть не дотягивает до выработки трех Саяно-Шушенских ГЭС). Но уже в 2009 году данный показатель (оценочно) равен 154 ГВт.
Эта цифра уже в полной мере сравнима с электрогенерацией всей России — 210 ГВт. Прогноз на 2020 год — 900 ГВт.
Лишь в прошедшем сезоне в Европе смонтировали 5000 ветрогенераторов с установленной мощностью 2−5 МВт любой, другими словами больше десятка в сутки.
Возможно и дальше сыпать цифрами, но уже и без того ясно, что на рубеже второго десятилетия ХХI века в технологически развитых государствах никто больше по поводу ветроэнергетики снисходительно не радуется. Она превратилась в хайтек-бизнес с оборотами в десятки миллиардов евро.
Для чего доплачивать?
Все это так, сообщат отечественные осведомленные читатели, но что в том месте с ценой на электричество от ветряных электростанций? Говорят, оно заметно дороже, чем энергия от более классических источников, и его производство дотируется страной?
Да, это правда. В ЕС государство напрямую дотирует производство ветропарками каждого киловатт-часа, помимо этого, генерирующие компании субсидируются в течении периода окупаемости проекта. В Соединенных Штатах используются иные меры стимулирования, включающие инвестиционные кредиты и налоговые льготы.
Но из-за чего правительства развитых государств все же идут на эти затраты, ставя наряду с этим амбициозные задачи: в ЕС к 2020 году посредством ветра будет вырабатываться не меньше 20% электричества?
Ответ несложен — на Западе, а также в Китае, где приняты масштабные программы, в ветроэнергетику верят, считая, что ей в собственности великое будущее. Помимо этого, прейдет скоро время, в то время, когда дотации не пригодятся.
Дело в том, что на Западе цены на электричество из классических источников и на энергию от ветростанций являются два сходящихся графика. Да, технологии получения электричества на сжигании газа развиваются около века, сейчас они действенны и дают довольно недорогой продукт. Но цена этого продукта обречена расти вверх.
Во-первых, по причине того, что возрастают цены на горючее, а во-вторых, из-за растущих экологических платежей. Генерирующие компании вынуждены или платить за количество вредных выбросов в воздух, или тратиться на оборудование, понижающее уровень этих выбросов. Все это не имеет возможности не отразиться на цене, и график ползет вверх.
Вместе с тем ветрогенерации рост цен на горючее не угрожает. Воздушные веса в воздухе перемещаются до тех пор пока безвозмездно. Цена на электричество от ветряков — это цена оборудования плюс его обслуживание и монтаж. Да, оборудование для утилизации энергии ветра до тех пор пока относительно дорого: строительство гидростанции обходится дешевле ветропарка сравнимой применяемой мощности. Но нельзя забывать и о том, что эти разработки начали бурное развитие недавно.
С каждым новым поколением ветрогенераторов их эффективность растет, а обслуживания и цена производства падает, что характерно для хайтек-индустрии в целом. Вот пример: новейшие редукторы, применяемые в ветрогенераторах компании VESTAS — одного из фаворитов рынка, — имеют гарантию на 80 000 часов работы без поломок. Практически это 20 лет бесперебойной работы и большая экономия на обслуживании и ремонте.
Понижению цены кроме этого содействуют все возрастающие масштабы производства.
В итоге, согласно расчетам экономистов ЕС к 2015 году графики цен на электричество сойдутся, а в будущем энергия, полученная посредством ветра, станет кроме того дешевле. До тех пор пока этого не произошло, кабинеты министров поддерживают ветроэнергетику на самом важном этапе ее бурного роста.
Призрак недорогой энергии
Российская Федерация, как это — увы! — часто случается, осталась чужой на этом высокотехнологическом празднике судьбы. Суммарная выработка электричества на ветрогенераторах у нас образовывает какие-то 17 МВт. Для сравнения стоит напомнить, что установленная мощность только одного современного ветрогенератора может равняться 5 МВт. А в ветропарке их десятки.
Что касается современного оборудования для ветрогенерации, то его у нас нет. Все трудящиеся российские ветроустановки созданы по доисторическим разработкам. Из-за чего все это никого не тревожит?
В значительной степени вследствие того что большая часть людей уверены — энергии из классических источников у нас завались и она постоянно будет недорогой. Для чего же тогда тратиться и везти в Россию дорогие разработки ветрогенерации?
Но, энтузиасты ветроэнергетики, имеющие взоры, заметно отличающиеся от самоуспокоенности большинства в Российской Федерации, все же имеется. В их числе Илья Гордеев, основатель и глава компании «Многофункциональные энергетические совокупности». Илье нет еще и сорока, но в бизнесе он далеко не новичок.
Известен, например, тем, что пара лет подряд возглавлял компанию «Айсберри» — одного из наибольших на русском рынке продавцов и производителей мороженого. на данный момент, отойдя от весов-маркета, Гордеев выбрал себе иные сферы бизнес-заинтересованностей, и ветроэнергетика — одна из них.
В активе «Многофункциональных энергетических совокупностей» нет до тех пор пока ни одного трудящегося ветропарка — на данный момент Илья Гордеев занят тем, что тратит собственный время и энергию на убеждение власть имущих в перспективности ветроэнергетики. Для начала работы в этом направлении нужна помощь страны — законодательная и денежная. Об этом говорит опыт государств, каковые уже достигли больших удач.
В кабинетах важных лиц, на слушаниях в государственной думе, в беседах с журналистами предприниматель терпеливо и методично разоблачает глубоко укоренившиеся в сознании граждан РФ мифы о электроэнергетике и ветроэнергетике в целом.
«Легко вычислять, в то время, когда сойдутся графики стоимостей в Европе, — в том месте они формируются рыночным методом, — растолковывает Илья Гордеев. — У нас же в энергетических тарифах традиционно большое количество административного произвола. До аварии Саяно-Шушенская ГЭС отпускала электричество по 14−40 коп. за 1 кВт/ч. Дешево?
Безумно! 1 кВт/ч электричества, добытого ветрогенератором, стоил бы в десять раз больше. Такие низкие стоимости весьма удачны находящимся в регионе алюминиевым фабрикам. Правильнее, были удачны. Но давайте заберём и посчитаем. Сейчас строительство гидростанций для того чтобы класса обходится приблизительно в $2 000 000 за милионов ватт.
Значит, станция типа СШ ГЭС (мощность 6 ГВт) стоит порядка $12 млрд. На рубли это что-то около 360 млрд. В случае если вычислять, что срок работы станции 20 лет (а так оно практически и вышло), ГЭС должна была бы каждый год отчислять по 18 млрд амортизационных отчислений.
Дабы прийти к собственному двадцатилетию в не нехорошем состоянии , чем она была при вводе в строй. Но при существовавших тарифах, повышавших конкурентоспособность продукции алюминиевых магнатов, ее годовая выручка составляла 7 млрд руб. Откуда взяться 25 млрд на амортизацию?
Результат для того чтобы ‘хозяйствования’ у нас перед глазами».
В других отраслях электрогенерации та же картина. Денег, каковые приобретают генерирующие компании, хватает только на косметический ремонт и топливо — таков итог существующих тарифов. Но может ли подобное длиться вечно?
Непременно нет, и русским влияниям об этом известно. Достаточно обратиться к документу, что именуется «Сценарные условия развития электроэнергетики РФ на 2009−2020 гг.», выпущенному «Агентством по прогнозированию балансов электричества». Это не труд каких-то безымянных аналитиков: в редколлегию «Сценария» вошли узнаваемые в отрасли люди, в частности заместитель министра энергетики Российской Федерации В.Ю.
Синюгин.
Любопытна таблица, приведенная в «Сценарии» и озаглавленная «Прогноз регулируемых тарифов и нерегулируемых цен на мощность и электроэнергию поставщиков в среднем по ОЭС». Вот, к примеру, в колонке «2009 г.», в строке «ОЭС Центра» читаем: регулируемый тариф — 495 руб. за МВт/мес., цена (другими словами нерегулируемая цена) 704 руб. за МВт/мес. Это значит, что при регулируемых тарифах генерирующая компания отпускает энергию приблизительно по 50 коп. за 1 кВт/ч.
Потом электричество попадает в сети и поступает потребителю в среднем по 2 руб. 20 коп. за кВт/ч. А вот для 2020 года в этих же ячейках агентство дает прогноз 1509 и 2680. Иными словами, отпускная цена за 1 кВт/ч возрастет соответственно до 1,5 и 2,68 руб. Значит, кроме того по регулируемому тарифу потребителю нужно будет платить по 6,6 руб. за 1 кВт/ч, а без регулирования цена составит практически 12 руб.
Кстати, авторы прогноза исходили из того, что в первой половине 20-ых годов XXI века американский доллар будет стоить 30 руб. Кто за это может поручиться при сегодняшнем курсе?
Итак, правительство знает, что через десятилетие цены на энергию вырастут в разы, а быть может, превысят европейские тарифы. В этих условиях «дорогая» ветроэнергетика может стать в полной мере рентабельной и не потребует никаких дотаций.
К сожалению, Российская Федерация обречена на дорогую энергию. Правительством ставились задачи по повышению генерации электричества до 350 ГВт в первой половине 20-ых годов XXI века при нынешних 210 ГВт. В действительности это указывает, что прирост генерирующих мощностей обязан не только покрыть отличие в 140 ГВт, но и компенсировать постоянное выбывание из строя оборудования, износ которого по недавним оценкам составил 70%.
На массовое постройку электростанций необходимы деньги, и их нужно будет взять с потребителя. Но какие конкретно это будут станции? Вот, к примеру, в соответствии с правительственным замыслам, к 2020 году предстоит расширить мощность ГЭС с 45 до 67 ГВт. Это значит, что за десять лет требуется выстроить четыре ГЭС масштаба Саяно-Шушенской. А ведь одну СШ ГЭС строили 20 лет, и это был СССР с его комсомольскими отрядами, с его бесплатным трудом заключённых и солдат.
Той же степенью реалистичности отличаются замыслы ядерной генерации: прирост 30 ГВт, другими словами порядка 15 двухреакторных станций за десять лет. на данный момент имеется только 5−7 стройплощадок, а срок строительства станции — именно десять лет. Другими словами ничего другого к 2020 году не будет.
Значит, или практически целый прирост генерирующих мощностей будет обеспечен за счет выжигания отечественных недр, или настало время обратить внимание на ветроэнергетику.
Все уже сделано
«России повезло в том замысле, — продолжает Илья Гордеев, — что ветроэнергетика — это уже никакая не экзотика, а отрасль, достигшая высоких показателей эффективности за счет уже созданных разработок. Нам ничего не нужно изобретать с нуля, а наибольшие западные производители готовы нам эти технологии реализовать и наладить производство современных ветрогенераторов в Российской Федерации.
В случае если на постройку АЭС уходит десять лет, ГЭС может строиться еще продолжительнее, то замечательный ветропарк — это три-четыре года со дня принятия ответа. Наращивать генерирующие мощности возможно высокими темпами. Но чтобы эта работа началась, нужны политические ответы, каковые помогли бы русским компаниям, решившимся инвестировать в русского ветроэнергетику, взять стартовые условия по крайней мере не хуже европейских либо американских».
Ветрогенерация: предубеждения и мифы
1) В Российской Федерации нет ветра
Изучения говорят о том, что Российская Федерация владеет самым высоким в мире ветряным потенциалом. В европейской части РФ КИУМ станций возможно довести до 30%, а в районах Крайнего Севера — до 40%. И еще: к 2012 году Германия выстроит в море ветропарк УМ 12 ГВт.
Это всего лишь в 300 км к западу от русского Калининграда.
2) Российские сети не приспособлены чтобы получить электричество от ветростанций
Это действительно, однако существуют широкие замыслы строительства новых сетей и ЛЭП. Из-за чего бы не заложить в них совместимость с новым видом электричества?
3) Ветрогенераторы ослабляют и изменяют воздушные потоки
Аргумент на грани вздора. Во-первых, главный перенос воздушных весов идет на высотах от пяти километров, во-вторых, ветропарк площадью 4 км? не может без шуток оказать влияние на перемещение воздуха, идущего намного более широким фронтом.
4) вибрация и Шум от ветрогенераторов не хорошо воздействуют на живые организмы
Такая неприятность существовала, но каждое новое поколение ветрогенераторов все тише и надёжнее. За последние десять лет скорость вращения ротора снизилась втрое (с 40 до 12−13 об/мин). Помимо этого, генераторы стали ставить на высокие мачты, до 120 м. Так что в Европе с ее строжайшими экологическими ограничениями рядом с ветропарками строят дома.
Умные башни
Современные ветрогенераторы являются высокотехнологичные сооружения, поражающие собственной грандиозностью. Обычный генератор имеет установленную мощность 2−5 МВт. Оборудование размещается в гондоле, которая имеет размеры двухэтажного дома и устанавливается на особой мачте высотой до 120 м. В генераторах компании VESTAS все элементы конструкции оснащены датчиками по износу, и, в то время, когда подходит время, узел предупредительно меняют, еще перед тем как он сломается.
Лопасти ротора достигают длины 65 м, так, его полный размах — 130 м. В случае если ротор положить на стадион «Лужники», края лопастей будут выступать наружу. Лопасти делаются монолитными из углепластика и стекловолокна. Они содержат в конструкции сеть рецепторов для молниеотвода.
Перевоз отдельной лопасти требует особого удлиненного автомобильного прицепа.
Ветер с моря дул
- Судно компании VESTAS доставляет к месту установки ветрогенератора огромный ротор. На сегодня стандартная мачта для ветрогенератора имеет высоту 100−120 м. Используются и более низкие мачты. А рекорд в собственности германской компании Enercon с ее моделью E-126.
Установленная мощность — 6 МВт, высота мачты — 198 м, размах лопастей ротора — 126 м.
Более 70% ветропарков размещается сейчас на суше. 4 — 5 лет назад в Европе стали развиваться ветропарки морского базирования. Это было связано как с тем, что в плотнозаселенных государствах ЕС на суше мало свободного места, так и с тем, что свежий морской ветер владеет большей плотностью, и это разрешает повысить КИУМ станции.
Так, станция на воде дороже в установке, но имеет громадную отдачу. По расчетам к 2020 году соотношение наземных ветропарков к морским изменится и будет смотреться как 55: 45.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№86, декабрь 2009).
<
h4>