Вы здесь

Альтернативная электроэнергетика: оборудование, проекты, перспективы

Опубликовано чт, 09/21/2023 - 16:37 пользователем Игнатов Сергей

Введение

Что происходит сегодня в области альтернативной энергетики в России

В последние десятилетия интерес к альтернативной энергетике в России значительно увеличился. С постоянно растущими ценами на традиционные источники энергии и всемирной угрозой изменения климата важность использования альтернативных источников энергии стала очевидной. Неудивительно, что государство начало активно поддерживать различные проекты в этой сфере. Наряду с мировыми лидерами в сфере альтернативной энергетики, российские компании также активно внедряются на рынок.

В мире энергетические вопросы становятся первоочередными среди ключевых проблем, ожидающих решения в XXI веке. Существующая ресурсная база, на которой завязана экономическая деятельность человека, имеет ограниченный запас, который может иссякнуть в ближайшем будущем. По этой причине темы, связанные с энергосбережением, внедрением и разработкой систем на базе альтернативной и возобновляемой энергии, стоят в центре внимания.

Возобновляемые источники энергии сегодня отвечают за почти четверть (26%) всей мировой выработки электричества. За два десятилетия с 2000 по 2020 год производство электроэнергии из ВИЭ, не считая гидроэнергии, увеличилось более чем в 10 раз. При этом наибольший вклад внесли ветровые и солнечные электростанции.

На уровне законодательства, касающегося альтернативных источников энергии, часто применяется понятие «возобновляемые источники энергии». Согласно «Закону об электроэнергетике» от 26.03.2003 № 35-ФЗ России, к таким источникам относятся:

  • 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 водоемов, 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.

Основная цель альтернативной энергетики в этом смысле — использование возобновляемых или практически неограниченных источников для получения энергии. Хотя ядерная энергия также отвечает этому определению из-за высокой энергоемкости ядерного топлива, она вызывает опасения по причинам безопасности, воздействия на окружающую среду и экономической эффективности.

Таким образом, одним из основных направлений альтернативной энергетики является снижение воздействия на окружающую среду. Альтернативная энергетика предлагает перспективные методы генерации энергии из возобновляемых или практически неограниченных ресурсов, минимизируя экологический риск.

В 2009 году в российской нормативной базе впервые были определены ключевые принципы развития возобновляемой энергетики и установлены соответствующие целевые показатели (Распоряжение Правительства РФ 1-р от 08.01.2009). Тем не менее полноценный механизм поощрения инвестиций в генерацию на основе ВИЭ начал действовать только в 2013 году для проектов оптового рынка (Постановление Правительства РФ № 449 от 28.05.2013). В этот момент были введены первые целевые показатели по объемам новой мощности различных типов возобновляемых источников. Меры поощрения инвестиций в ВИЭ для розничных рынков были реализованы в 2015 году.

За период 2013–2020 годов целевые показатели по установленной мощности ВИЭ были корректировались шесть раз. Это было связано с переносом невыполненных заданий на 2021–2024 годы, перераспределением мощности между ВЭС (ветровыми станциями) и МГЭС (малыми гидростанциями) в пользу установок на основе ТБО, а также изменением пропорций между МГЭС и ВЭС и СЭС. Некоторые объемы были перенесены из новой программы поддержки ВИЭ.

В 2023 году российское правительство направляет 9,3 млрд рублей на поддержку водородной энергетики, о чем в феврале сообщил вице-премьер Александр Новак.

«В рамках развития низкоуглеродной энергетики Россия развивает водородную отрасль. В конце 2022 года в стране утверждена дорожная карта развития высокотехнологичного направления «Развитие водородной энергетики», которая стала единым документом развития отрасли», — рассказал он журналу «Энергетическая политика».

Он также добавил, что в январе 2023 года между российским правительством, корпорацией «Росатом» и компанией «Газпром» было подписано соглашение о выполнении этого плана. Бюджет в 9,3 млрд рублей на реализацию проектов в сфере водородной энергетики выделен в рамках федерального проекта «Чистая энергетика».

Кроме того, еще в начале 2022 года был принят обновленный план действий по водороду. Теперь он продлен с 2025 до 2030 года.

«Реализация мероприятий дорожной карты «Развитие водородной энергетики» позволит создать необходимые технологии и оборудование для производства водорода на основе природного газа и атомной энергии и его применения в отраслях экономики», — ожидают в правительстве.

На одной из недавних стратегических сессий Александр Новак подчеркнул активность российских компаний в исследовании разнообразных методов производства водорода. В частности, рассматриваются технологии получения водорода из воды при использовании электричества от атомных электростанций и из возобновляемых источников. Новак убежден, что благодаря водородному топливу Россия сможет изменить структуру своего экспорта в условиях сокращения спроса на углеводороды в мировой энергетике. Он также предполагает, что в перспективе Россия может занять до 20% глобального рынка водорода.

 

Тренды в области возобновляемой энергии

Мировое сообщество, реагируя на глобальное потепление, нацелено на сокращение выбросов CO2, что мотивирует как индивидуальные компании, так и целые государства. Страны вроде Исландии, Швеции, Коста-Рики, Никарагуа, Великобритании, Германии, Уругвая, Дании, Китая, Марокко, США и Кении заняли лидирующие позиции в интеграции ВИЭ и последних инноваций в этой сфере, определяя ключевые направления развития отрасли в предстоящие годы:

  • Усовершенствование систем накопления энергии. Основной проблемой ведущих источников возобновляемой энергии является их непостоянство. В отсутствие солнца солнечные панели не производят электроэнергию, так же как и ветровые генераторы в безветренное время. В связи с этим появляется потребность в эффективном решении. Одним из таких решений может стать гибридная система, сочетающая в себе солнечные панели и ветровые турбины. Это позволит сглаживать пики и провалы производства электроэнергии от каждого из источников, гарантируя высокую стабильность системы;
  • Внедрение ИИ (искусственного интеллекта). Искусственный интеллект проникает в различные сферы деятельности, и сфера энергетики тоже стала частью этой тенденции. Энергетические предприятия и индивидуальные пользователи прибегают к ИИ для сбора, анализа данных и прогнозирования потребления и производства энергии. Примерами такой интеграции являются умные счетчики и интеллектуальные системы контроля энергии. Традиционные энергопроизводящие и горнодобывающие компании также активно осваивают ИИ. Например, использование роботизированных систем может оптимизировать и ускорить производственные процессы, при этом улучшая их качество. Также искусственный интеллект может играть ключевую роль в создании и оптимизации систем хранения и управления энергетическими ресурсами;
  • Использование технологии «блокчейн». Блокчейн является технологией, позволяющей создавать последовательные цепочки данных, в которых каждый блок связан с предыдущим и содержит информацию о нем. Это обеспечивает высокую надежность и безопасность хранения информации, поскольку изменение одного блока требует корректировки всех последующих. Такой подход гарантирует защиту от несанкционированных изменений, так как копии цепочки распределены по множеству компьютеров. В сфере энергетики блокчейн может стать революционным инструментом, позволяя конечным пользователям прямо покупать и продавать энергию, опираясь на современные технологические решения. Это создает децентрализованную систему, в которой все участники имеют равные возможности для обмена энергией, будь то крупные компании или отдельные домохозяйства. Основное преимущество блокчейна в энергетике заключается в оперативности и открытости проводимых транзакций, что способствует укреплению доверительных отношений между сторонами купли-продажи;
  • Повышение кибербезопасности энергосистемы. С ростом цифровизации энергетических систем повышается и риск кибератак. Сложные, хорошо спланированные атаки могут потенциально парализовать энергоснабжение целых регионов или даже стран. В связи с такими рисками проводятся имитационные тренировки или варгеймы, чтобы протестировать устойчивость системы к потенциальным угрозам и определить слабые места. Основная их цель — создать максимально защищенную энергосистему. В этом контексте технологии, такие как искусственный интеллект и блокчейн, могут оказать значительную помощь, предоставляя дополнительные уровни защиты и улучшая обнаружение угроз;
  • Достижение сетевого паритета. Сетевой паритет, или же равенство стоимостей, предполагает, что стандартизованная стоимость электричества, полученного от возобновляемых источников, соответствует или даже уступает цене электроэнергии, поставляемой традиционными способами (такими как ТЭС, ГЭС или АЭС). В этих условиях альтернативные энергетические источники могут успешно конкурировать с традиционными без необходимости государственных стимулов или субсидий. Многие страны двигаются в направлении декарбонизации, акцентируя внимание на уменьшении зависимости от нефти, газа и угля. Перед лицом глобальных климатических изменений спрос на «зеленую» энергию растет, и многие энергетические компании активно стремятся к сетевому равенству стоимостей. Пользователи также предпочитают электроэнергию из устойчивых источников, что дополнительно стимулирует прогресс в области возобновляемой энергетики и приближает момент достижения равенства сетевых стоимостей;
  • Распределенная энергетика (DER). По данным исследований компании Deloitte, потребители наращивают давление на энергокомпании, стремясь получить больший контроль над потребляемой ими электроэнергией. Результаты опросов показывают, что потребители из жилых, коммерческих и промышленных отраслей хотят экономить на затратах, использовать более экологически чистые и надежные источники энергии, а также лучше контролировать ее потребление. Учитывая растущие требования к стандартам возобновляемой энергии (RPS) и корпоративным целям по сокращению выбросов CO2, коммунальные службы ищут альтернативные источники, включая ветровую и солнечную энергетику;
  • Потребность в новых навыках. В связи с углублением технологической интеграции в энергетике, компании остро ощущают потребность в специалистах с передовыми техническими знаниями. Тем не менее, существующий персонал часто не обладает необходимыми компетенциями. Для преодоления этого барьера многие организации организуют дополнительное обучение для своих сотрудников и высматривают перспективные кадры. Дополнительно эксперты из других сфер, таких как IT, активно привлекаются к работе в энергосекторе.

Наиболее ярко в 2023 году выделяется тренд на локализованное производство энергии, когда источники электроэнергии размещаются ближе к потребителям. Это означает установку компактных устройств для генерации или хранения электроэнергии рядом с жилым домом или бизнесом, и их мощность может колебаться от 1 до 10 000 кВт. Это контрастирует с традиционной централизованной энергосистемой, используемой в большинстве стран сегодня.

Например, одна из ведущих энергетических компаний США, Hawaiian Electric, стремится к тому, чтобы к 2045 году соответствовать 100% требованиям по возобновляемой энергии и достичь нейтральности по углероду, в частности, благодаря локализованному производству энергии.

 

В чем преимущества и недостатки альтернативной энергетики?

Существует множество типов энергии и методов ее извлечения. С учетом общепринятых определений можно указать на следующие альтернативные ресурсы: солнечная энергия, ветроэнергетика, гидроэнергия, волновая энергетика, энергия приливов и отливов, гидротермальная энергия, энергия жидкостной диффузии, геотермальная энергия и биотопливо.

Методы получения и применения энергии варьируются в зависимости от типа альтернативного ресурса. Общим для них является то, что сейчас их применение еще не так распространено, как использование ископаемых видов топлива, хотя они и представляют собой огромный потенциал.

Сейчас производство энергии из альтернативных источников, несмотря на их экологическую чистоту и перспективность, имеет свои ограничения. Внедрение технологий на основе таких источников связано с рядом сложностей и препятствий.

Разберем каждое из направлений отдельно по известным плюсам и минусам каждого:

1. Солнечная энергия

Плюсы:

  • Установив солнечные модули, вы создаете свою электроэнергию, уменьшая зависимость от централизованной сети и снижая месячные расходы на электроэнергию;
  • Недавние исследования указывают на увеличение стоимости недвижимости после монтажа солнечных панелей. При этом стоимость панелей продолжает снижаться;
  • Солнечная энергия доступна везде на планете, что делает ее универсальным решением для разных географических зон. Например, в России солнечной активностью отличаются Улан-Удэ и Хабаровск.

Минусы:

  • Не каждый тип крыши пригоден для установки солнечных модулей. Старые материалы, такие как шифер или деревянная черепица, могут быть неподходящими;
  • Солнечные модули не функционируют в темное время суток. Такие дома по-прежнему зависят от общей сети в ночные часы или при недостаточном освещении;
  • Первоначальные инвестиции в солнечную энергетику могут быть велики из-за стоимости всей системы, включая панели, инверторы и прочее.

2. Ветроэнергетика

Плюсы:

  • Ветровые турбины, использующие ветер для генерации электричества, могут быть такими же эффективными, как и солнечные установки. Они становятся все более привлекательными для домовладельцев;
  • С 1980 года стоимость ветроэнергетики упала почти на 80%. Ожидается дальнейшее снижение цен благодаря инновациям и растущему спросу.

Минусы:

  • Ветер не является постоянным источником энергии; при слабом ветре турбины могут работать не на полную мощность. В безветрие энергии может не быть вообще;
  • Ветряные станции наиболее эффективны в районах с высокой ветровой активностью. Для транспортировки электроэнергии в города может потребоваться строительство дополнительных линий электропередач, что влечет за собой дополнительные расходы.

3. Гидроэнергия

Плюсы:

  • Большинство ГЭС обладают большим резервуаром воды, что обеспечивает стабильное энергоснабжение. Это делает гидроэнергию более надежной по сравнению с ветровой и солнечной;
  • Накопительные ГЭС могут генерировать электроэнергию по запросу, позволяя заменять угольные и газовые электростанции.

Минусы:

  • Строительство плотин для гидроэлектростанций может нарушать естественный поток рек, влияя на экосистемы и качество воды;
  • Гидроэлектростанции требуют масштабных инвестиций из-за необходимости строительства дамб, резервуаров и генерирующего оборудования.

4. Волновая энергетика

Плюсы:

  • Энергетический потенциал волн легко прогнозируем, позволяя точно оценить объем производимой энергии;
  • Энергия волн обычно превосходит энергетическую мощность ветра, делая ее более производительной;
  • После начального этапа установки станции волновой энергии требуют минимум затрат на содержание, делая проекты более экономически жизнеспособными.

Минусы:

  • Несмотря на экологическую чистоту, волновая энергия может представлять угрозу для морской экосистемы, воздействуя на дно и окружающую среду морских обитателей;
  • Волновые электростанции наиболее эффективны для прибрежных городов.

5. Энергия приливов и отливов

Плюсы:

  • Приливы обладают высокой предсказуемостью, позволяя разработать эффективные системы для их использования в энергетике;
  • Электростанции на приливной энергии имеют долгий срок службы, сохраняя эффективность на протяжении десятилетий.

Минусы:

  • Приливные электростанции могут изменять уровень моря в прибрежной зоне и влиять на соленость воды;
  • Из-за специфики приливов электростанции могут генерировать энергию только определенное время в сутки.

6. Гидротермальная энергетика

Плюсы:

  • Гидротермальные станции относительно дешевы в строительстве и содержании;
  • Тепло воды превышает тепло воздуха, делая гидротермальную энергию более высокоэффективной.

Минусы:

  • Подходящие места для гидротермальных станций ограничены верхними слоями водоемов;
  • Технологии в области гидротермальной энергии еще не так сильно развиты.

7. Энергия жидкостной диффузии

Плюсы:

  • Основанные на осмозе электростанции представляют собой обещающий метод генерации электричества, размещаясь у речных устьев и используя разницу в концентрации жидкостей.

Минусы:

  • Технологии осмозной энергии пока на начальном этапе своего развития. На данный момент единственная действующая станция находится в Норвегии.

8. Геотермальная энергия

Плюсы:

  • Геотермальная энергетика минимально воздействует на окружающую экосистему;
  • Технологические решения в этой сфере относятся к числу наиболее прогрессивных.

Минусы:

  • Внедрение геотермальных систем требует значительных капиталовложений. Установка геотермального оборудования для среднего дома обходится в диапазоне $10 тыс. — $20 тыс.;
  • В некоторых местах мира геотермальные ресурсы находятся на значительном удалении от населенных мест, что создает необходимость в разветвленной сети для распределения энергии.

9. Биотопливо

Плюсы:

  • Одно из ключевых преимуществ биотоплива — его сравнительная экономичность;
  • Исходные материалы для биотоплива являются возобновляемыми, в отличие от ископаемых топлив.

Минусы:

  • Эффективность биотоплива ниже, если сравнивать с ископаемыми видами топлива;
  • Несмотря на возобновляемость ресурсов, биотопливо не является полностью экологичным, так как при его сгорании выделяется углекислый газ.

Бурно развивающаяся отрасль уже сейчас создает новые рабочие места, повышает надежность электросетей, делает доступ к энергии более демократичным в странах с развивающейся экономикой и способствует снижению коммунальных платежей. Именно такие мотивирующие факторы поощряют расширение использования возобновляемых источников энергии в современном мире. Преимущества различных видов зеленой энергии явно превосходят их недостатки.

 

Интересные технологические решения в области альтернативной энергетики

В поиске интересных технологических решений наиболее привлекательными оказались новости восточных стран, таких как Япония и Южная Корея, где до сих пор ведется активная ученая деятельность, призванная разработать новейшие решения для скорого перехода на чистую энергию. Но в России передовые разработки тоже не стоят на месте даже в тяжелом для этой сферы 2023 году. Рассмотрим все упомянутые примеры ниже.

  • Япония

Солнечные лучи и порывы ветра давно зарекомендовали себя как дары природы, конвертируемые в чистую, возобновляемую энергию. Но исследователи из Японии готовы добавить к этому дуэту еще одного участника — снег. В начале 2023 года в Аомори стартовали эксперименты с новаторской снежной энергосистемой, созданной при сотрудничестве с Forte и Токийским университетом электроники.

Теперь городской снег, ранее сбрасываемый в море, направляют в бассейн одной из закрытых местных школ. Внутри бассейна расположена система тепловых труб, которые экспонируются к солнечным лучам. Этот процесс создает температурную разницу внутри труб, инициируя движение хладагента и активируя турбины для производства электроэнергии.

По предварительным данным, такой подход к генерации электричества может конкурировать по эффективности с солнечными панелями. Плюс в том, что здесь нет необходимости утилизировать использованные материалы, в отличие от истощенных солнечных модулей. А воду после таяния льда можно без проблем отправить в дренаж.

Если эксперименты подтвердят ожидания, то такой метод генерации энергии может найти применение в районах с активным использованием геотермальных источников. Например, курорт Sukayu Onsen возле Аомори может воспользоваться этим новшеством для обеспечения энергией в зимний период.

  • Южная Корея

В соответствии с последним планом, представленным Министерством торговли, промышленности и энергетики (MOTIE), к 2036 году Южная Корея планирует увеличить долю атомной энергии в электроэнергетике до 34,6%, что на 7,2% больше показателя 2021 года.

В прошлом июле государство представило стратегию, призванную сохранить долю атомной энергии на уровне не менее 30% к 2030 году. В этом контексте было предложено возобновить работы над третьим и четвертым энергоблоками АЭС «Син Ханул». Эта стратегия также фокусируется на повышении экспорта в новых сегментах энергетики и их роли как «катализаторов роста». Целью является экспорт 10 атомных станций до 2030 года и разработка дизайна корейского модульного реактора меньшего размера.

MOTIE уточнило, что 10-й Основной план по электроснабжению, проект которого был представлен в августе 2022 года, был одобрен Советом по вопросам энергетической политики только 11 января 2023. Это решение было принято после ряда этапов, включая экологическую оценку влияния, взаимодействие с различными госорганами, публичные обсуждения и представление доклада Постоянному комитету Национального собрания.

Но предложения, сделанные в политике, опубликованной в июле, были «воплощены в 10-м электрическом плане», заявили в министерстве:

«В результате в пропорции производства электроэнергии по источникам энергии в 2036 году ожидается, что атомная энергетика и возобновляемые источники энергии увеличатся до более чем 30%, а производство электроэнергии на угле снизится до менее чем 15%».

  • Россия

Специалисты из Томского политехнического университета предложили новаторский метод для выявления вероятности уменьшения мощности в солнечных батареях и ветряных установках третьего и четвертого поколений. Этот подход требует на 50% меньше экспериментов, предоставляя при этом данные, которые на четверть точнее текущих методов. Исследовательские данные опубликованы в специализированном издании Electrical Power & Energy Systems.

В современной энергетической стратегии России одним из ключевых вопросов является определение оптимальных мест установки объектов альтернативной энергетики. Чтобы достичь этой цели, оператору крайне важно иметь точную оценку мощности в системе в разных режимах работы. Величина, отображающая допустимые отклонения от стандартного напряжения для гарантированной работы системы, играет в этом ключевую роль.

Команда из ТПУ предложила универсальное решение, применимое к различным источникам возобновляемой энергии. Они использовали определенные значения плотности генерации и нагрузки системы, которые были адаптированы и подвергнуты ряду математических операций. Исследователи также определили минимальное количество необходимых для метода экспериментов. Эта цифра в 1,5 раза меньше, чем у существующих методов, и может меняться в зависимости от характеристик конкретной электроэнергетической системы.

 

Что мешает развиваться альтернативной энергетике в России?

На данный момент доля возобновляемой энергетики (ВИЭ) в России составляет менее 0,5% от общего объема производства электроэнергии. Несмотря на наличие локальных производств комплектующих и некоторые проекты в разработке, западные компании и инвесторы в 2022 году начинают покидать этот сектор. Тем не менее Министерство энергетики России (Минэнерго) прогнозирует рост этой доли, особенно с участием китайских инвесторов, с которыми российские производители ведут переговоры.

В 2023 году в России уже введено в эксплуатацию 2,9 ГВт возобновляемых источников энергии, включая 1,5 ГВт солнечных электростанций, 1,4 ГВт ветроэлектростанций и 21 МВт малых гидроэлектростанций. Общая установленная мощность объектов ВИЭ в энергосистеме России, включая розничные рынки, составляет примерно 3,55 МВт, что представляет около 1,4% от всей установленной мощности в энергосистеме страны.

Производство электроэнергии от возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая энергия, составляет 0,5% от общей выработки электроэнергии в России. Тепловая генерация занимает наибольшую долю в структуре выработки (60,7%), за которой следуют атомная генерация (19,7%) и гидрогенерация (19,1%). Самыми крупными объектами ВИЭ-генерации на сегодня в России остаются Кочубеевская ВЭС установленной мощностью 210 МВт и Старомарьевская СЭС мощностью 100 МВт, расположенные в Ставропольском крае.

Но из-за решений западных компаний о приостановке инвестиций в российский сектор альтернативной энергетики, некоторые новые проекты в этой области могут не быть реализованы.

Сейчас ситуация в российской отрасли возобновляемой энергетики стала непростой из-за решения многих производителей комплектующих, включая иностранные компании, сворачивать свои производства в стране в 2022 и в 2023 году. Датская компания Vestas, например, объявила о плавном сокращении бизнеса в России. Это привело к снижению объемов инвестиций и отсрочке проведения конкурсов по развитию новых проектов в отрасли на полгода и более.

Несмотря на сложившуюся геополитическую и санкционную ситуацию, Правительство России не планирует останавливать развитие сектора ВИЭ. Вместо того чтобы ориентироваться на китайских поставщиков, там видят возможность переориентироваться на развитие собственных технологий в новой области. Этот план включает переформатирование программ поддержки сектора и локализацию производства всех необходимых компонентов ВИЭ на территории России.

Одним из ключевых аспектов для дальнейшего развития отрасли является устранение административных барьеров. Органы власти должны будут поработать над смягчением регулирования земельных отношений для облегчения внедрения новых проектов в сфере ВИЭ.

Несмотря на неблагоприятные обстоятельства, Министерство энергетики России ожидает, что российский сектор ВИЭ будет продолжать расти, хоть и с небольшими темпами:

«К 2030 году планируем, что выработка электроэнергии на генерирующих объектах, функционирующих на основе ВИЭ, достигнет 28,1 млрд кВт·ч, что, по нашим оценкам, будет соответствовать 2% в структуре выработки электроэнергии», — заявили в пресс-службе ведомства.

 

Импортозамещение в сфере альтернативной энергетики

Российская отрасль возобновляемой энергетики в 2023 году стоит перед рядом сложных вызовов и потенциальных возможностей. В настоящее время она столкнулась с необходимостью переориентации на новые источники оборудования и технологий, так как иностранные компании и инвесторы уходят с российского рынка.

Основной акцент Ассоциации развития возобновляемой энергетики делается на необходимости развития отрасли на удаленных и изолированных территориях, где ВИЭ может стать ключевым решением для обеспечения энергетической независимости.

Однако долгосрочное и устойчивое развитие отрасли требует внимания со стороны государства. «Ниша на рынке открыта, поэтому мы сейчас должны определиться, что нам нужно — приход локализаторов из дружественных стран, которые готовы осуществить трансфер технологий, или создание национального чемпиона для реализации агрессивной стратегии экспансии наших решений для ВИЭ на внешние рынки», — считает директор АРВЭ Алексей Жихарев.

Также существует актуальная проблема поставок. Текущие ограничения усугубляют потребность в создании отечественного производства оборудования для ВИЭ, что является вызовом, учитывая небольшие объемы текущего рынка.

Для долгосрочной стабильности и роста отрасли необходима более агрессивная программа развития, где новые мощности вводятся на уровне 2 ГВт в год для каждого типа ВИЭ. Только таким образом российская отрасль возобновляемой энергетики сможет действительно конкурировать на мировом рынке и обеспечивать свою энергетическую независимость, считает директор АРВЭ.

Пока что масштабов рынка в обозримой перспективе не будет хватать для развития локализованных производственных мощностей. По программе поддержки отрасли предусмотрен ввод 9-10 ГВт к 2035 году, но если господдержка обеспечена менее 1 ГВт в год, трудно говорить об инвестиционной привлекательности отрасли.

 

Какое будущее ждет альтернативную энергетику в России?

Наряду с мировыми лидерами в сфере альтернативной энергетики российские компании так же активно внедряются на рынок. Программа импортозамещения, запущенная правительством, направлена на стимулирование отечественного производства. Так, компания «Росатом» активно развивает направление ветроэнергетики, создавая совместные предприятия с китайскими и африканскими партнерами.

Основной причиной замедления перехода России к возобновляемой энергетике является невысокая стоимость создания альтернативных электростанций, а наличие множества АЭС, ТЭС и ГЭС. Эти объекты обеспечивают относительно низкую стоимость электроэнергии по сравнению с другими государствами.

В то же время возводимые на базе ВИЭ объекты требуют значительных инвестиций, что может кратковременно увеличить стоимость электроэнергии. Это может стать неудачным решением как для потребителей, так и для поставщиков электричества.

В 2023 году в рамках программы стимулирования возобновляемой энергетики цена за киловатт⋅час энергии, полученной от ветровых установок, превышает 10 руб., а от солнечных станций — приближается к 20 руб. С учётом текущих тарифов на электроэнергию для домохозяйств, колеблющихся между 4,5 и 5,5 руб., становится ясно, что применение альтернативных ресурсов может способствовать увеличению тарифов на электричество. Да и падение стоимости нефти делает менее актуальным внедрение ВИЭ в России.

Но есть и позитивные моменты. За короткий период в семь лет в рамках механизма поддержки ВИЭ на оптовом рынке России к началу 2020 года было запущено примерно 1,5 ГВт новых мощностей в области зеленой энергетики. Из этого объема 1 188 МВт представлены солнечными электростанциями и 364 МВт ветровыми.

Согласно плановым данным на новые объекты ВИЭ, к 2025 году ожидается, что общий объем производства электроэнергии в секторе ВИЭ достигнет порядка 12 млрд кВт*ч. К сожалению, несмотря на заметные шаги вперед, это всё равно составит всего около 1% от общего объема производства и потребления электроэнергии в стране.

По действующей Генеральной схеме развития электроэнергетики России до 2035 года, предполагается постройка общим объемом 11,6 ГВт энергостанций на основе ВИЭ. Это будет равноценно менее 5% от общей установленной мощности электростанций в России и лишь 1,5–2% от общего объема генерации, исходя из существующих показателей КИУМ (КИУМ — отношение количества фактически выработанной электроэнергии к количеству электроэнергии, которое было бы выработано, если бы электростанция постоянно работала с нагрузкой, соответствующей ее установленной мощности).

В 2022 году эксперты Сколково и РАНХиГС рассмотрели три сценария развития альтернативной электроэнергетики России до 2035 года: инерционный, базовый и оптимистичный. Изучим каждый их них:

  • Инерционный сценарий

При сохранении текущей динамики развития сектора ВИЭ в России, к 2035 году страна реализует базовую стратегию, которая в настоящий момент находится на этапе утверждения. Согласно этой стратегии, планируется инвестировать около 400 млрд рублей в ВИЭ с 2025 по 2035 год. Из них на развитие ветровой энергии будет выделено 222 млрд рублей, на солнечную энергетику — 148 млрд рублей, и 30 млрд рублей пойдут на малые ГЭС. Эти инвестиции позволят запустить мощности в 2,7 ГВт для ветровой энергии, 1,2 ГВт — для солнечной и 170 МВт — для малых ГЭС, что в сумме даст дополнительные 4,07 ГВт к уже запланированным 5,4 ГВт к 2024 году.

Учитывая, что в России уже существуют предприятия по производству компонентов для ВИЭ и им требуется постоянная работа, можно ожидать, что введение новых мощностей в период 2025–2035 годов будет равномерным.

Исходя из этого сценария, к 2035 году в России сохранятся текущие затраты на ВИЭ, а также уровень затрат на эксплуатацию и стоимость капитала. Таким образом, в период 2025–2035 годов будут введены дополнительные 4,07 ГВт мощностей ВИЭ, общая установленная мощность которых составит 9,47 ГВт. Это позволит возобновляемым источникам энергии занимать 4% от общей установленной мощности и 1,5% от общего объема генерации.

  • Базовый сценарий

Специалисты из Сколково и РАНХиГС провели оценку стоимости 1 кВт*ч электроэнергии, произведенной с использованием ВИЭ, предполагая, что капитальные и эксплуатационные расходы по российским проектам ВИЭ уменьшаются до минимальных мировых показателей 2019 года, согласно данным Lazard. Так, предполагалось, что капитальные расходы для солнечных электростанций составят 900 долл. США за 1 кВт установленной мощности, а для ветряных электростанций — 1 100 долл. Операционные расходы для солнечных станций были установлены на уровне 9 долл., а для ветряных — 28 долл. на 1 кВт установленной мощности в год. При этом было предположено, что реальный коэффициент использования установленной мощности будет соответствовать российским стандартам (14% для СЭС и 27% для ВЭС), при неизменной стоимости капитала в 12%.

В рамках этого сценария солнечная генерация, хоть и не становится полностью конкурентоспособной, приближается по стоимости к традиционным источникам энергии. В то же время ветровая генерация становится экономически выгоднее по сравнению с некоторыми традиционными методами генерации на основе газа и угля.

  • Оптимистичный сценарий

В данной модели разработчики из Сколково и РАНХиГС исходят из предположения, что к 2035 году капитальные и эксплуатационные затраты на российские проекты в сфере ВИЭ снизятся до глобальных минимумов. К тому же ожидается уменьшение стоимости капитала до международных стандартов и увеличение коэффициента использования установленной мощности до мировых пиковых значений. Так, для солнечных станций этот показатель достигнет 32%, а для ветровых — 55%. В качестве базы был использован доклад Lazard 2019 года, где WACC составляет 7,7%.

Согласно этому сценарию, возобновляемые источники энергии окажутся дороже отдельных форм традиционной генерации только при определенных обстоятельствах — если стоимость капитала упадет до уровней мирового стандарта, при этом КИУМ сохранится на уровне текущих российских значений и это будет актуально исключительно для солнечной энергетики. При достижении КИУМ наилучших мировых стандартов и одновременном уменьшении стоимости капитала до мировых значений, ветровая энергия в России обойдётся в два-три раза дешевле, а солнечная энергия — в 1,5-2 раза дешевле, чем энергия из традиционных источников. Этот вариант рассматривается как наиболее благоприятный прогноз для развития ВИЭ в стране.

Текущие достижения в рамках программы по стимулированию инвестиций в сектор возобновляемой энергетики, принятой в России в 2013 году, свидетельствуют о том, что был создан эффективный механизм для поддержки данной отрасли, способный воплотить в жизнь стратегические цели государственной политики в сфере электроэнергетики на базе ВИЭ.

К концу первого квартала 2020 года в стране уже функционировали объекты с суммарной мощностью более 1 500 МВт, базирующиеся на ВИЭ, а их общая ежегодная выработка составляла около 2 млрд кВт*ч.

Современное производство электроэнергии из возобновляемых источников в России уже сегодня конкурентоспособно по стоимости, если сравнивать с некоторыми неэффективными блоками ТЭС, и сравнимо по цене с новыми проектами по модернизации ТЭС.

В долгосрочной перспективе акцент на развитии ВИЭ становится логичным шагом для России, который не только будет способствовать инновационному прогрессу в промышленности, но также уменьшит углеродный след экспорта. Это особенно актуально в свете растущего глобального интереса к проблеме изменения климата.