Обзор 1. Состояние ВИЭ в России
Ситуация в конце XX века.
По сообщению О.С.Попеля и В.С.Туманова (1 Mb) [1] на вопросы о необходимости развития ВИЭ в России и наличии ресурсов ответ был дан еще в 1994 году. В тот период большая группа ученых и специалистов по заданию Министра топлива и энергетики Ю.К. Шафраника разработала «Концепцию развития и использования возможностей малой и нетрадиционной энергетики в энергетическом балансе России», утвержденную Коллегией Министерства 3 ноября 1994 г.
Формулировки «Концепции» к 2002 году (времени подготовки материала – прим. ред.) были уточнены. Жизнь подтвердила правильность многих положений «Концепции», в частности, еще более актуальными стали проблемы энергоснабжения России, в решении которых ВИЭ могут сыграть важную роль.
Обозначим эти проблемы:
- Обеспечение устойчивого, соответствующего принятым в аналогичных климатических условиях уровням тепло- и электроснабжения населения и производства в зонах децентрализованного энергоснабжения, в первую очередь в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территорий. Для жизнеобеспечения 10-12 млн. чел. в эти районы ежегодно завозят около 7 млн. т нефтепродуктов и свыше 23 млн. т угля.
- Обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства (особенно сельскохозяйственного) в зонах централизованного энергоснабжения (главным образом, в дефицитных энергосистемах), предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений, особенно в сельской местности. Эти меры могут затронуть жизнеобеспечение 10-13 млн. чел.
-
Снижение в два и более раза к 2010 г. вредных выбросов от энергетических установок в отдельных городах и населённых пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения. Эти меры могут затронуть жизнеобеспечение 10-15 млн. чел.
При разработке упомянутой концепции были определены в первом приближении валовой, технический и экономический потенциалы возобновляемых источников энергии (см. таблицу). По состоянию на 2002 год технический потенциал оценен в 4,6 млрд. тут, т.е. в 5 раз больше объема потребления всех ТЭР России, а экономический потенциал определен в 270 млн. тут, т.е. немногим более 25% собственного потребления. В настоящее время экономический потенциал существенно увеличился, поскольку за прошедшие 8 лет произошло подорожание традиционного топлива и удешевление оборудования возобновляемой энергетики.
Оценка потенциала возобновляемых источников энергии России
Оценка потенциала возобновляемых источников энергии России Ресурсы Валовый потенциал млн. тут/год Технический потенциал млн. тут/год Экономический потенциал млн. тут/год Энергия ветра 26x103 2000 10,0 Малая гидроэнергетика 360,4 124,6 65,2 Солнечная энергия 2,3x106 2300 12,5 Энергия биомассы 10x103 53 35 Геотермальная энергия * * 115,0** Низкопотенциальное тепло 525 115 36 Итого по НВИЭ 2,34x106(без геотермальной энергии) 4593,0(без геотермальной энергии) 273,5 * По приближённой оценке ресурсы геотермальной энергии в верхней толще глубиной до 3 км составляют около 180 трлн. тут, а пригодные для использования – ~20 трлн. тут.
** В качестве экономического потенциала взята оценка запасов первоочередного освоения теплоэнергетических вод и парогидротерм с использованием геоциркуляционной технологии.Следующий вопрос – оборудование возобновляемой энергетики. Довольно полное представление об этом вопросе дает справочник-каталог «Оборудование нетрадиционной и малой энергетики», второе издание которого вышло в 2000 г. В книге были приведены сведения об оборудовании, ценах, объемах внедрения по всем видам возобновляемых источников. С полным правом можно утверждать, что по всем видам оборудования Россия находится на мировом уровне, за исключением ветроустановок мощностью 30 и более кВт. В области средних и мощных ветроустановок отстаем весьма значительно и без трансфера технологий ветроэнергетики Германии, Дании или США нам не обойтись. А поскольку цены на отечественное оборудование, как правило, на 20-40% ниже зарубежных, то можно говорить о конкурентоспособности. Основная беда – малый объем заказов, что лишает изготовителей возможности совершенствовать свои изделия.
По кадровому обеспечению картина в целом благоприятная. По возобновляемой энергетике защищаются докторские и кандидатские диссертации, многие ведущие ВУЗы России уже несколько лет выпускают инженеров по специальности «возобновляемая энергетика», в том числе МГТУ им. Баумана, МЭИ, СПбГТУ, УГТУ и ряд других, имеются проектные и строительные организации.
Сказывается нехватка технического и рабочего персонала эксплуатационников.
При всех трудностях процесса становления возобновляемой энергетики как самостоятельной отрасли энергетики, можно констатировать, что доля возобновляемой энергетики в производстве электроэнергии составляет не менее 0,5% от общего производства или 4,2 млрд. кВтЧч., а объем замещения органического топлива составляет около 1% от общего потребления первичной энергии или около 10 млн. тут в год. Эти данные получены на основании статистической отчетности России и Международного Энергетического Агентства, а также анализа производства тепловой энергии.
Состояние в настоящее время
В подпрограмме развития ВИЭ проекта Программы модернизации электроэнергетики до 2030 г., в Приложении 34 (ВИЭ) к этой Программе и в выступлении акад. Э.П.Волкова приводятся следующие данные.
С использованием возобновляемых источников энергии в России в настоящее время вырабатывается не более 8926 млн. кВт·ч электрической энергии в год, что составляет 0,9 % совокупного объема производства электроэнергии. Общая мощность электрогенерирующих установок и электростанций, использующих ВИЭ, составляет 2249 МВт. Основной вклад в производство электроэнергии на основе ВИЭ в настоящее время вносят малые ГЭС (37%), геотермальные электростанции Камчатского края (5%) и БиоТЭС в большей части работающие при деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных комбинатах (57%).
Обобщенные данные производства энергии на базе ВИЭ в 2009* г. Виды ВИЭ Количество энергоустановок, шт. Установленная мощность, МВт Производство электроэнергии, млн. кВт·ч ВЭС 10 15 26 МГЭС 90 750 3285 ГеоТЭС 5 82 474 СЭС 0 0 0 ПЭС 1 1,7 1,2 БиоТЭС (доля биомассы в расходе топлива - 51,4%) 40 1400 5140 Всего 146 2249 8926 Примечание - * при расчете основных показателей использования ВИЭ учитывались энергетические установки и станции с единичной установленной мощностью от 1 МВт. Планы развития генерирующих мощностей с использованием ВИЭ
На 1-м этапе реализации подпрограммы и ввода планируемых мощностей ВИЭ лидирующее положение по выработке электроэнергии сохранится за МГЭС, ГеоТЭС и БиоТЭС, но с вводом в эксплуатацию опытно-промышленных ветровых электростанций в Приморском и Краснодарском краях начнется увеличение вклада ВЭС. Общая мощность установок на ВИЭ в 2015 году составит 2826 МВт, выработка 11259 млн. кВт·ч.
2020 год
Целевые индикаторы развития ВИЭ на 2015 и 2020 г. Виды ВИЭ 2015 год 2020 год Установленная мощность, МВт Выработка, млн. кВт·ч Установленная мощность, МВт Выработка, млн. кВт·ч ВЭС 127 317 1327 3557 МГЭС 967 4235 1567 6863 ГеоТЭС 108 647 258 1650 СЭС 0,2 0,27 12,5 16,67 ПЭС 13,7 20 13,7 20 Био ТЭС 1610 6040 2410 9896 Всего 2826 11259 5588 22002 На 2-м этапе реализации подпрограммы структура производства электроэнергии ВИЭ изменится в сторону увеличения доли ВЭС (16%) и уменьшения доли МГЭС (31%), БиоТЭС (45%), и ГеоТЭС (6%), хотя с расширением Мутновской ГеоТЭС и началом строительства ГеоТЭС в Дагестане, производство электроэнергии за счет использования тепла Земли остается значительным. Общая мощность установок на ВИЭ в 2020 году составит 5588 МВт, выработка 22002 млн. кВт·ч.
В программу первого этапа модернизации включены в основном опытно-промышленные электростанции (Ейская ВЭС мощностью 60 МВт, Абинская БиоТЭС мощностью 12 МВт и т.д.), а также объекты, предусмотренные в:
- инвестиционной программе ОАО «РусГидро»: Фиагдонская МГЭС мощностью 5 МВт, Верхнебалкарская МГЭС мощностью 15 МВт, Зарагижская МГЭС мощностью 16 МВт, МГЭС «Чибит» в Алтайском крае мощностью 24 МВт, бинарный энергоблок Мутновской ГеоТЭС мощностью 16 МВт, Северная ПЭС мощностью 12 МВт и Дальневосточная ВЭС мощностью 36 МВт;
- ФЦП «Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Забайкалья на период до 2013 года»: МГЭС-4 на р.Толмачёва мощностью 10 МВт;
-
региональных инвестиционных программах, целевых программах по энергосбережению и повышению энергоэффективности, стратегиях развития регионов.
Особенность второго этапа состоит в том, что в этот период предполагается строительство крупных промышленных электростанций на ВИЭ, таких как Калмыцкая ВЭС мощностью 150 МВт, ВЭС в Санкт-Петербурге мощностью 100 МВт, ряда МГЭС в Северокавказском федеральном округе, Алтайском крае, Республике Алтай и Республике Карелия, ГеоТЭС мощностью 100 МВт в Республике Дагестан, второй очереди Мутновской ГеоТЭС, СЭС в Кисловодске мощностью 12,3 МВт.
Всего за период 2011-2015 гг. планируется ввести 577,2 МВт, за период 2016-2020гг. 2762,3 МВт новых мощностей, в целом в результате выполнения подпрограммы планируется ввод электростанций на ВИЭ установленной мощностью 3339,5 МВт.