Ветроэнергетика в России: состояние и перспективы развития

Постоянное повышение требований к выработке электричества заставляет искать новые средства генерации энергии. Уже не первый год в крупнейших странах мира рассматриваются, а в некоторых сферах разрабатываются на практике и внедряются технологии освоения альтернативных источников энергии. Особое место в этом направлении занимает ветроэнергетика. В России данная отрасль пока еще недостаточно развита для обеспечения существенной доли энергопотребления, но промышленный потенциал при должном уровне технологической поддержки может в корне исправить эту ситуацию.

Положение ветроэнергетики на мировом рынке

Нестабильность цен на нефть и задачи повышения энергетической безопасности обуславливают бурное развитие ветряных генераторов как одного из самых эффективных источников альтернативной энергии. По разным оценкам во всем мире действуют ветрогенераторные установки суммарной мощностью 150-170 ГВт, а это составляет порядка 1,5-2% от общего потребления энергии в мире. Впрочем, стоит подчеркнуть, что речь идет именно об электричестве, как наиболее приемлемом для аккумуляции и преобразования виде энергии. Причем в отдельных странах и этот показатель наращивается весьма активными темпами. Например, ветропарки в Дани обеспечивают уже более 20% нужд потребителей электричества, в Испании и Германии – на уровне 10%. В России состояние и перспективы ветроэнергетики в немалой степени определяются государственной поддержкой и рыночными стимулами. Но, опять же, в отличие от европейских государств, успешно осваивающих данный способ генерации энергии, отечественная отрасль заметно отстает в технологическом отношении. По крайней мере, это касается направлений развития промышленной энергетики на альтернативных источниках.

Технический комплекс отечественных ветрогенераторов

На данный момент реализуется несколько масштабных проектов, которые должны обеспечить энергонезависимость отдельных регионов на Чукотке, в Башкортостане, Карелии и т. д. Действующие станции преимущественно выполняют функции аварийного энергоснабжения и лишь в редких случаях применяются как способ оптимизации расходов на электроэнергию. К основным средствам ветроэнергетического комплекса России можно отнести генераторные установки мощностью 0,1-2 МВт. Особенно популярны многокомпонентные системы, включающие несколько малых генераторов по 250-550 кВт. На этих мощностях в среднем за год производится порядка 0,4 млн кВт*ч.

Характеризуется современное состояние ветроэнергетики в России и распространением индивидуальных генераторов. Это небольшие установки, которые способны покрывать энергетические запросы частных домовладений – на уровне 1-5 кВт. Впрочем, и популяризация маломощных ветряков сталкивается с проблемами, большинство из которых носит финансовые трудности в процессе проектирования, монтажа и покупки комплектующих.

Суммарная мощность генерируемой ветроэнергии в России

Совокупный мощностный потенциал всех отечественных ветроэнергетических установок составляет около 20 МВт. От общих электрогенерирующих мощностей в стране (220 ГВт) это доля порядка 0,008%. По оценкам экспертов, потенциал для развития отрасли в виде готовой электроэнергии может достигать 40 млрд кВт*ч. Но это возможно только при условии, что среднегодовая скорость ветра будет находиться на уровне 6 м/с. И в этом заключается еще одна сложность перераспределения вырабатываемых ресурсов. На данный момент ветроэнергетика в России базируется на объектах, расположенных в прибрежных и островных зонах. К примеру, на Камчатке, в районах Каспийского, Баренцева и Охотского морей, а также на Байкале. При этом наиболее требовательные к электрической и тепловой энергии объекты находятся в центральной и европейской частях страны.

Препятствия на пути развития отрасли

Даже если не брать в расчет уже упомянутые технические проблемы совершенствования и наращивания ветроэнергетического потенциала, остается немало социальных и экономических негативных факторов. В их числе можно назвать следующие:

• Главным образом развитие отрасли тормозит уже существующий и вполне эффективный традиционный энергетический комплекс. Причем он поддерживается большими запасами ресурсов, которые через 30-40 лет, возможно, утратят свою актуальность. Поэтому даже возможности финансовой экономии не так стимулируют ветроэнергетику в России, как это происходит в тех же европейских странах.
• Высокие риски. Еще один фактор, который не позволяет вкладывать заинтересованным игрокам энергетического рынка существенные вложения в отрасль.
• Недостаточность информации и в целом неправильные представления о возможностях ветрогенераторов.
• Также в дополнение можно отметить отсталость энергетического оборудования и все же не самые подходящие для использования ветряков климатические условия.

Аргументы в пользу развития российской ветроэнергетики

Несмотря на факторы препятствия развитию ветряной энергетики, существующие и планируемые для реализации проекты во многом смогли получить жизнь благодаря следующим положительным аспектам применения данного рода систем:

• Концепция ветроэнергетических установок полностью исключает экологический вред окружающей среде.
• Уже отмечался фактор неблагоприятного климата с точки зрения использования энергии ветра, но и во многих зонах с активными потоками до 6-7 м/с вполне оправдывают себя частные установки как единственный вариант обеспечения электроэнергии.
• Доступность строительства. Это условный фактор, но если сравнивать реализацию таких генераторов с теми же традиционными станциями, то экономия будет существенной.

Вышеназванные аспекты можно отнести к естественным, но также есть и эффективный инструмент стимуляции в виде поддержки со стороны власти. Правительство России, оценивая перспективы ветроэнергетики в России до 2020 г., поставило задачу повысить долю вырабатываемой энергии от общего объема до 4,5%. На этом основании был разработан целый ряд нормативных актов, направленных на создание комфортных условий в развитии генерирующих объектов.

Направления развития отрасли в будущем

К сегодняшнему дню предлагается несколько возможных сценариев развития ветроэнергетики на отечественном пространстве:

• Акцент на западные технологии, в том числе оборудование и расходные материалы.
• Кооперация с зарубежными компаниями в целях наращивания опыта и приобретения тех же технологий.
• Работа на улучшение инвестиционной привлекательности проектов, которые позволят решать конкретные задачи на федеральном уровне или в пределах регионов.

В немалой степени перспективы ветроэнергетики зависят от налогового законодательства. Процессы изготовления, содержания и обслуживания весьма чувствительны для агрегатов, работающих на источниках альтернативной энергии, поэтому любое облегчение производственных и эксплуатационных операций пойдет на пользу отрасли.

Перспективы развития российской ветроэнергетики

Текущее положение в сферах, разрабатывающих идеи аккумуляции энергии от альтернативных источников, нельзя назвать активно развивающимся и даже стабильным. Несмотря на это, эксперты видят в скором будущем переосмысление ветроэнергетики с учетом российских условий. В частности, многое связывается с планируемым строительством крупных ветропарков – проект, нацеленный на 2024 г и поддерживаемый на министерском уровне. Также нельзя сбрасывать со счетов тот факт, что страна располагает крупнейшим техническим потенциалом в мире. Этот фактор тоже позволяет рассчитывать на существенные дивиденды от развития ветроэнергетики в России даже в рамках отдельных масштабных проектов.

Новые технологии ветроэнергетики

Как уже отмечалось, отсутствие высокотехнологической базы ограничивает в возможностях довольно мощный промышленный потенциал. И все же некоторые перспективные разработки появляются и в этой нише. Например, универсальная инфраструктура ветроэнергетики в России может быть сформирована на базе современных генераторов лопастного типа, которые активно функционируют при скорости воздушных потоков от 2 до 6 м/с. И напротив, в некоторых регионах доминируют пиковые ветровые нагрузки на уровне 25 м/с. И в этом случае не обойтись без специализированных материалов. Российские компании предлагают для таких целей установки, основанные на комбинированных цилиндрах вместо лопастей. Они не только способны противостоять мощным потокам, но и благодаря аэродинамическому самозапуску с эффективной регуляцией рабочих параметров аккумулируют в разы большие объемы энергии.

Производство компонентов для ветрогенераторов

Российская промышленность сегодня охватывает полный спектр элементов, которые используются в сборке ветрогенераторов. Если говорить о перспективах развития ветроэнергетики в России для массового потребления, то на первый план выйдут такие предприятия, как «Электросила», «Тольяттинский трансформатор», «Русэлпром», «ИЗ-КАРТЭКС» и т. д. На мощностях этих производств, к примеру, выпускают аппараты управления ветряками, рамные конструкции, лопасти с башнями, ступицы и другие компоненты станций.

Ветроэнергетические сообщества России

Крупнейшей и наиболее влиятельной организацией в отрасли является «Ассоциация ветроиндустрии». Это некоммерческая структура, которая существует с 2004 г. и ставит в числе первых своих задач поддержку рынка ветровой энергии. Сотрудники организации оказывают ряд специализированных услуг для заказчиков оборудования и других участников рынка. В частности, ассоциация ветроэнергетики России занимается расчетами экономических показателей ветропарков, оценивает мощностные характеристики, проводит технический аудит проектов и т. д.

Заключение

В некоторых европейских странах первые технологии использования силы ветра на промышленном уровне появились задолго до линий электропередач. Но даже сегодня нельзя сказать, что это направление оптимально и универсально для применения в любой сфере, зависимой от электричества. Также и в России состояние и перспективы развития ветроэнергетики определяются широким спектром технико-эксплуатационных показателей конечного продукта. Безусловно, у ветрогенератора как такового есть масса преимуществ в виде экологической чистоты и бесплатной выработки энергии. Но затраты на обслуживание таких станций могут окупиться только в случае тщательных расчетов и применения новейших технологий, которые позволят минимизировать эксплуатационные недостатки оборудования.

Ветроэнергетика в России,развитие технологии в ветроэнергетике

В России существует значительный нереализованный задел в области ветроэнергетики. Фундаментальные исследования аэродинамики ветряка , осуществленные в , заложили основу современных ветротурбин с высоким коэффициентом использования энергии ветра. Однако жесткая ориентация на большую гидроэнергетику и угольно-ядерную стратегию и почти полную глухоту к новациям и экологическим проблемам надолго затормозило развитие ветроэнергетики.Выпускаемые “ Ветроэном” ветроустановки не отвечали современным требованиям и представлениям высоких технологий ветроэнергетической индустрии. Толчком для дальнейшего продвижения и создания современного ветроэнергетического оборудования стала федеральная научно-техническая программа “Экологически чистая энергетика«. Для участия и получения финансирования были отобраны лучшие разработки ветроэнергетичесих установок различных классов по мощности. Были разработаны проекты ветроагрегатов мощностью до 30 , 100 ,250 , 1250 кВт. Начавшаяся перестройка, развал экономики и прекращение финансирования по программе не позволила довести указанные проекты до коммерческого уровня. Почти все разработки остались на уровне опытных и макетных образцов. Опытный образец ветроагрегата мегаваттного класса был спроектирован и построен МКБ “Радуга” , который организовал кооперацию предприятий авиационной промышленности. Разработка, изготовление и строительство финансировалось правительством Калмыкии. Ветроагрегат был построен недалеко от Элисты и успешно работает , вырабатывая 2300-2900 тыс. кВт\ч электроэенергии в год. Ветроагрегат подключен к сети. В МКБ “ Радуга” были спроектированы ветроагрегаты мощностью 8 и 250 кВт. Российской Ассоциацией развития ветроэнергетики “ Energobalance Sovena” совместно с Германской фирмой Husumer SchiffsWert (HSW) были изготовлены 10 ветряков сетевого исполнения единичной мощ. 30 кВт. Ветропарк с установленной мощ. 300 кВт был построен в 1996 г. в Ростовской области и запущен в эксплуатацию.

Сегодня возможны следующие сценарии развития ветроэнергетики в России:

• закупка и монтаж зарубежных ветроагрегатов;
• трансферт западных технологий и организация производства в России ;
• кооперация с зарубежными фирмами и производство ветроагегатов в России ;
• организация производства собственных ветроагегатов, ноу-хау которых защищено международным законодательством .

Для России предпочтительней последний сценарий, однако он сдерживается существующим налоговым законодательством, монополией производителей электроэнергии, отсутствием инвестиций и развалом производства.

Ветроэнергетика (wind power) — отрасль альтернативной энергетики, связанная с разработкой методов и средств преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию.
Ветроэнергетике присущи все преимущества, характерные для альтернативной энергетики в целом — экологическая чистота, возобновляемость, низкие эксплуатационные затраты.

К недостаткам ветроэнергетики относят:

* шум — минимальное допустимое расстояние от ветроустановки до жилых домов — 300 м
* визуальное воздействие ветрогенераторов — является скорее субъективным и легко разрешаемым фактором, сейчас для улучшения эстетического вида ветряков во многих крупных фирмах работают профессиональные дизайнеры

* занятие больших земельных участков — также является спорным недостатком, фундамент ветроустановки обычно полностью находится под землей, позволяя расширить сельскохозяйственное использование земли практически до самого основания башни

Для преобразования энергии ветра в другие виды энергии — механическую, тепловую, электрическую и др., используют ветроэнергетические установки (wind power plant).

В настоящее время применяются две основные конструкции ветроэнергетических установок (ВЭУ): горизонтально осевые и вертикально осевые ветродвигатели.

Оба типа ветроэнергетических установок имеют примерно равный КПД, однако наибольшее распространение получили ветроагрегаты первого типа. Мощность ветроэнергетической установки может быть от сотен ватт до нескольких мегаватт.
[adsense_id=»1″]
Ветроэлектростанция (wind electrical power station) — электростанция, состоящая из двух и более ветроэлектрических установок, предназначенная для преобразования энергии ветра в электрическую энергию и передачу ее потребителю.

Ветроагрегат (wind unit) — система, состоящая из ветродвигателя, системы передачи мощности и приводимой ими в движение машины — электромашинного генератора, насоса, компрессора и т.п.

Гибридные ветроэнергетические установки (combine wind systems) — системы, состоящие из ветроэнергетической установки и какого либо другого источника энергии (дизельного, бензинового, газотурбинного двигателей, фотоэлектрических, солнечных коллекторов, установок емкостного, водородного аккумулирования сжатого воздуха и т.п.), используемых в качестве резервного или дополнительного источника электроснабжения потребителей.

Ветропарк — это комплекс ветроэнергетических установок, часто установленных рядами, которые перпендикулярны господствующему направлению ветра. При разработке такого проекта нужно учитывать наличие дорог для доступа к ветроагрегатам, подстанции и мониторинговой и контрольной системам.

Классификация ветроэнергетических установок по назначению — ГОСТ Р 51990-2002

«Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Классификация»
Наименование Мощность Признак Назначение
Системные, сетевые 200 кВт-5 МВт Работа ВЭУ параллельно с мощной электрической сетью Источники получения и выдачи в электрическую сеть максимально возможной выработанной электроэнергии
Автономные 50-500 кВт Работа ВЭУ индивидуально (автономно) Источники электропитания потребителей, не связанные электрической сетью, отличающиеся сравнительно низкими значениями коэффициента использования установленной мощности
Гибридные — Работа ВЭУ параллельно с независимыми электро-станциями соизмеримой мощности (дизель-генераторы, малые ГЭС и др.) Источники электропитания для бесперебойного снабжения потребителей электроэнергией номинальной мощности

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА – мировой рынок

Альтернативная энергетика в общем и ветроэнергетика в частности демонстрируют бурное развитие во всем мире. Это связано с ростом цен на нефть, текущими проблемами энергетической безопасности и озабоченностью все большего числа людей проблемой изменения климата.

По состоянию на конец 2009 года было установлено около 152 ГВт ветроэнергетических установок (+30,3 ГВт или +25%). Таким образом, ветроэнергетика на протяжении последних лет продолжает оставаться крупнейшим сегментом рынка альтернативной энергетики.

В среднем в мире 1,5% потребляемой электроэнергии вырабатывается с использованием ветроэнергетических установок. В странах, где правительство оказывает поддержку ветропаркам, доля ветроэнергетики выше, например, в Дании при помощи ветра получают свыше 20% электроэнергии, в Испании — 10%, Германии — 8%.

Более половины всех мировых ветроэнергетических мощностей в настоящее время сосредоточено в Европе. Лидерами по темпам наращивания ветроэнергетических мощностей являются Северная Америка, Европа и Азия.

Сценарии развития мировой ветроэнергетики, разработанные специалистами, показывают, что при отсутствии государственной поддержки и рыночных стимулов, доля ветроэнергетики в мировом производстве электроэнергии может достичь 5% к 2030 году и 6,6% к 2050 году. При господдержке энергосбережения, ветроэнергетика может обеспечить 15.6% мирового производства электроэнергии к 2030 году и 17,7% к 2050 году. При масштабных энергосберегающих мероприятиях, ветроэнергетика обеспечивает 29,1% мирового производства электроэнергии к 2030 году и 34,2% — к 2050 году.

Таким образом, доля ветровой энергетики в системе энергоснабжения может быть значительно увеличена за счет реализации масштабных мероприятий в области энергосбережения.

Например, правительством Канады установлена цель к 2015 году производить 10% электроэнергии с использованием ветроэнергетических установок. Европейский Союз планирует к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году — 180 тыс. МВт. В Китае, в соответствии с Национальным Планом Развития ветроэнергетики, планируется увеличить ветроэнергетические мощности до 5 тыс. МВт к 2010 году и до 30 тыс. МВт к 2020 г.

На фоне того, как большинство стран мира обратило свое внимание на развитие альтернативной энергетики, Россия, напротив, продолжает наращивать темпы добычи и экспорта традиционного топлива. В структуре топливно-энергетического баланса страны ведущая роль принадлежит таким энергоресурсам, как газ и нефть — 53% и 18.9% совокупного потребления энергии соответственно. Кроме того, около 18% энергобаланса приходится на долю твердого топлива.

[like_to_read]

Из 1066,7 млрд. кВтч выработанной электроэнергии в 2009 году:

* более 68% произведено тепловыми станциями
* около 15,5% гидроэлектростанциями
* около 17% атомными станциями

С использованием возобновляемых источников энергии в России ежегодно вырабатывается не более 8,5 млрд. кВтч электрической энергии, без учета гидроэлектростанций установленной мощностью более 25 МВт, что составляет менее 1% совокупного объема.

За несколько лет до финансового кризиса в России стала создаваться нормативно правовая база развития рынка ветроэнергетических установок. Первым шагом в вопросе законодательного регулирования отрасли стало принятие в конце 2007 года поправок к Федеральному закону «Об электроэнергетике», заложивших рамочные основы развития отрасли. Это событие способствовало как формированию институциональных условий функционирования рынка, так и повышению инвестиционной привлекательности отрасли.

Структура рынка альтернативной энергетики в России

К числу основных направлений государственной политики в сфере повышения энергоэффективности было отнесено развитие производства электрической энергии на основе:

* малых гидроэлектростанций, установленной мощностью менее 25 МВт
* генерирующих установок на основе солнечной энергии
* генерирующих установок на основе энергии ветра
* генерирующих установок на основе геотермальной энергии природных подземных теплоносителей
* генерирующих установок на основе низкопотенциальной тепловой энергии земли, воздуха, воды, включая сточные воды
* генерирующих установок на основе биомассы и биогаза

Для достижения объема потребления ветроэнергетических установок планируется ввод в период с 2010 по 2020 годы генерирующих объектов (малых ГЭС, ветроэлектрических станций, приливных электростанций, геотермальных электростанций, тепловых электростанций на биомассе и прочих видов электроустановок) с суммарной установленной мощностью до 25 ГВт.

Таким образом, объем выработки электроэнергии на основе ветроэнергетических установок к 2020 году должен составить около 80 млрд. кВтч.
[adsense_id=»1″]
Суммарная мощность всех ветроэнергетических установок России составила в 2009 году только 17-18 МВт (столько в мире устанавливается за 6 часов) или 0,008% от электрогенерирующих мощностей РФ (220 ГВт).

По экспертным оценкам, технический потенциал (под потенциалом отрасли нами понимается средний годовой объем энергии, содержащийся в данном виде энергоресурса при полном ее превращении в полезно используемую энергию) ветровой энергии России оценивается свыше 6000 млрд. кВтч/год. Экономический потенциал составляет примерно 31 млрд. кВтч/год. Россия — одна из самых богатых в этом отношении стран — самая длинная на Земле береговая линия, обилие ровных безлесных пространств, большие акватории внутренних рек, озер и морей — все это наиболее благоприятные места для размещения ветропарков.

Важность развития ветроэнергетики в нашей стране определяется тем, что 70% территории России, где проживает 10% населения, находится в зоне децентрализованного энергоснабжения, которая практически совпадают с зоной потенциальных ветроресурсов (Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр и др.).

Внедрение новых ветроэнергетических мощностей происходит в России достаточно медленными темпами: на конец 2005 года их было — 14 МВт, 2006 — 15,5 МВт, 2007 — 16,5 МВт. В среднем темпы прироста составляют 8% в год — это один из самых низких показателей в мире, в Китае, для сравнения, он составляет ~ 60%, США ~ 30%, Испании ~ 20%.

К настоящему моменту в России представлено около 10 крупных ветропарков, на долю которых приходится около 90% суммарной мощности. Кроме того функционирует около 1600 малых ветроэнергетических установок, мощностью от 0,1 до 30 кВт.

Стоит отметить, что установка практически всех ветропарков относится к 2002-2003 годам. В последние же годы, увеличение мощностей происходит в основном за счет маломощных индивидуальных энергосистем, прирост составил 250 ветроэнергетических установок мощностью от 1 кВт до 5 кВт.

На рынке ветроэнергетики работают свыше 50 участников, половину из которых можно отнести к производителям. Практически все производители изготавливают свою продукцию на основании собственных разработок. Менее 1% изготавливают ветроэнергетические установки на основе трансферта зарубежных технологий.

Согласно государственным планам, в дальнейшем ветроэнергетика должна развиваться быстрыми темпами. Предполагается за три года увеличить объем введенных мощностей в 15,5 раз. Это достаточно сложная задача, учитывая нынешнюю динамику развития.

По оценкам ResearchTechart, при оптимистичном сценарии при условии государственной поддержки и стимулирования развития ветроэнергетики к 2011 году в России будет около 120 МВт установленной мощности.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

кто есть кто. Энергетика. Статьи

Использование энергии ветра – одно из перспективных направлений современной энергетики. Последние годы наблюдается массовое увеличение размеров и количества ветропарков во всех прогрессивных странах мира. «Ветряки» становятся выше, а их лопасти длиннее и легче, что позволяет им работать даже при небольшой силе ветра. Сооружения устанавливаются повсеместно: в лесах, полях, на побережьях, в прибрежных водах морей и океанов (оффшорные парки). Даже в густонаселенных мегаполисах архитекторы умудряются внедрить ветрогенераторы в конструкции небоскребов, переведя их на частичное самообеспечение.

Для координации усилий и быстрого реагирования на изменения запросов рынка ветровой энергии создана международная некоммерческая организация WWEA (World Wind Energy Association) со штаб-квартирой в Германии. Сегодня ассоциация объединяет интересы более чем сотни стран-участниц. Задачей WWEA является постоянный мониторинг потребностей и предложений в области возобновляемой энергетики, проведение исследований и предоставление консультаций заинтересованному сообществу.

Ассоциация отслеживает развитие ветроэнергетической отрасли во всех странах и составляет рейтинг ведущих потребителей и поставщиков соответствующего оборудования. В соответствии с информацией, опубликованной на сайте организации 10 февраля 2016 года, лидерами  в использовании альтернативной энергетики является следующая десятка стран.

Десять стран с самой развитой ветроэнергетикой в 2015 году

Китай. Суммарная выработка электроэнергии в ветропарках Китая в конце 2015 года приблизилась к 150 ГВт. При этом страна является относительно новым игроком на рынке ветроэнергетики. Но темпы роста промышленности диктуют свои условия, поэтому в ближайшие годы планируется дальнейшее наращивание ветроэнергетического потенциала страны. Заявленная страной цифра потребления ветровой энергии к 2020 году составляет 200 ГВт, однако, судя по ежегодному приросту 25-28%, этот срок наступит раньше.

США. Развитие альтернативной энергетики, в том числе – ветровой, в Соединенных Штатах – постоянный, планомерный процесс. К началу 2016 года суммарная мощность американских ветропарков оценена в 74,35 ГВт. В силу довольно жесткой регуляторной политики, проводимой властями в энергетической области, в стране не наблюдается ярко выраженного бума строительства «ветряков», однако страна продолжает уверенно удерживать второе место.

Германия является традиционным лидером в производстве ветровых турбин. Все самое инновационное оборудование в этой отрасли  производится здесь. Общая мощность собственных ветроэлектростанций Германии – на текущий момент — 45,2 ГВт, что составляет около трети суммарной производительности ветропарков всего Евросоюза. Прирост доли энергии, вырабатываемой «ветряками» в стране в 2015 году составил почти 10%.

Испания занимает 4-е место в рейтинге стран с самой развитой ветроэнергетикой. В условиях угнетенного состояния экономики и нехватки собственных природных ресурсов альтернативные виды энергии являются стратегическим направлением развития страны. Суммарная мощность ветроэлектростанций страны составляет порядка 23 ГВт. В соответствии с данными WWEA за 2015 год в стране не наблюдалось существенного прироста доли энергии, вырабатываемой «ветряками».

Индия, переживающая бурный рост промышленности, одновременно с этим испытает острую нехватку энергетических ресурсов. Жесткий дефицит традиционных источников в значительной степени сформировал взгляды государства на альтернативные виды получения энергии. Сегодня индийские ветропарки находятся на 5-м месте в мире по суммарной мощности с показателем, приближающимся к 25 ГВт. За 2015 год прирост доли ветровой энергии в стране составил около 10%.

Развитие ветроэнергетики в таких странах ЕС, как Великобритания, Италия, Франция связано, в первую очередь, с постепенным отказом от использования атомной энергии. Страны не только занимаются активным строительством ветропарков, но также являются ведущими разработчиками и производителями турбинного оборудования, наряду с Германией. По состоянию на конец 2015 года мощности ветропарков составляют: Британия – 13,6 ГВт, Франция – 10,3 ГВт, Италия – 8,95 ГВт.

 

Власти Канады способствуют внедрению альтернативных источников энергии путем предоставления льгот на установку и модернизацию соответствующего оборудования. Одни из передовых в этом отношении – штаты Онтарио и Новая Шотландия. На сегодняшний день суммарная мощность ветрогенерационных парков Канады составляет 11,2 ГВт, а прирост мощности в сравнении с 2014 годом составил 15,6%.

В Бразилии ветропарки уже несколько лет являются неотъемлемой частью энергетической системы, наряду с солнечными станциями. Закупка электроэнергии государством производится путем проведения открытых аукционов, результаты которых подтверждают конкурентоспособность энергии, вырабатываемой «ветряками». Средняя стоимость киловатт-часа электричества для потребителя в Бразилии составляет порядка 0,05 доллара. В течение 2015 года страна показала абсолютный мировой рекорд по приросту ветроэнергетических мощностей, который составил 46,2%! Сегодня суммарная мощность ветроэлектростанций Бразилии составляет 8,7 ГВт.

Дания. В силу своих небольших размеров страна не может конкурировать по общему количеству производимой «ветряками» энергии с такими гигантами как Китай и  США. Общая мощность ветропарков Дании составляет 5 ГВт,  поэтому в первую десятку рейтинга она не входит. Однако при пересчете количества киловатт ветровой энергии на душу населения, Дания является несомненным мировым лидером. Сегодня доля ветроэнергетики в общем энергетическом «котле» страны приближается к 30%, а к 2020 году планируется довести этот показатель до 50%. Также власти страны обнародовали программу, в соответствии с которой к 2050 году страна откажется от использования традиционных энергоресурсов полностью.

 

Самые мощные ветропарки в мире

Приведенные выше цифры показывают, что сегодня ветровая энергетика уже занимает значительную часть энергетической отрасли во всем мире. При этом в перспективе доля электроэнергии, вырабатываемой «ветряками» будет постоянно расти. В настоящее время крупнейшими поставщиками электроэнергии являются следующие ветропарки:

 

• Ветропарк Alta Wind, Калифорния, США, производящий 1,55 ГВт чистой электроэнергии. Комплекс продолжает развиваться и уже к 2040 году планируется прирост его мощности до 4,0 ГВт;
• ветроэнергетический комплекс Ganzu, расположенный на западе Китая и состоящий из нескольких крупных ветропарков, суммарная производительность которых составляет более 5 ГВт. В соответствии с планом развития, к 2020 году планируется наращивание мощностей до 20,0 ГВт;
• Британский оффшорный массив London Array, расположенный дельте Темзы, — крупнейший проект такого рода. В настоящее время ветропарк на воде генерирует 0,63 ГВт электроэнергии. Суммарное количество электроэнергии, вырабатываемое всеми оффшорными ветроэлектростанциями Британии, составляет 3,6 ГВт. Предполагается, что к 2020 году этот показатель будет составлять 18,0 ГВт;
•  крупнейший ветропарк Индии, Jaisalmer, генерирующий более 1 ГВт электроэнергии. Владелец ветропарка, компания Suzlon Energy, также является и производителем оборудования, занимающая на мировом рынке ветровых турбин около 7%.

Основные игроки на рынке ветрогенерационного оборудования в 2015 году

До недавнего времени лидерами в производстве «ветряков» считались европейские страны Германия и Дания, а также Соединенные Штаты Америки. Наиболее востребованные ветрогенерационные установки выпускались под марками Vestas (Дания) и Enercon (Германия). Эти компании занимаются выпуском турбин мощностью от 0,8 до 7,5 МВт. Американские ветрогенераторы General Electric имеют максимальную мощность 3,6 МВт.

В последний год рекордную прибыль показали китайские производители. В частности, чистая прибыль компании Goldwind за 2015 год выросла почти на 56%, достигнув показателя 436 млн. USD. Общая мощность реализованных за год ветрогенераторов Goldwind составляет 7,8 ГВт. Однако утверждать, что традиционному доминированию Vestas и GE на мировом рынке положен конец нельзя, так как своим блестящим результатам Goldwind обязан, прежде всего, внутреннему рынку Китая.

Общая мощность установленных турбин Vestas в 2015 году составила 7,3 ГВт. Для американцев GE этот показатель равен 5,9 ГВт. Немецкий производитель Enercon занимает в рейтинге четвертое место. Помимо Goldwind в десятку крупнейших производителей «ветряков» в 2015 году вошли еще 4 компании из Китая.

Ветроэнергетика России

Возможности России в генерации ветровой энергии (которые в настоящее время практически не используются) оцениваются в 30% от общего электроэнергетического потенциала страны. Суммарный показатель мощности ветропарков России, который планируется достигнуть к 2020 году составляет 3 ГВт.

В настоящее время крупнейшие ветропарки России расположены в Крыму (общей мощностью около 60 МВт), в Калининградской области (5 МВт), на Чукотке и в Башкортостане (по 2,2 МВт). В различной степени готовности находятся проекты ветроэлектростанций мощностью от 30 до 70 МВт в Ленинградской, Калининградской областях, в Краснодарском крае, в Карелии, на Алтае и Камчатке.

В самом ближайшем будущем планируется строительство ветропарка мощностью 35 МВт в Ульяновске. В июне 2016 года Российская ассоциация ветроиндустрии планирует провести конкурс проектов ветропарков суммарной мощностью 1,6 ГВт.

Отрицательные стороны ветроэнергетики

Сегодня никто не сомневается, что ветроэнергетика – один из наиболее перспективных видов получения «чистой», «зеленой» энергии. Помимо сокращения выбросов углекислого газа, который является обязательным атрибутом «традиционных» ТЭС и ТЭЦ, использование «ветряков» позволяет добиться значительного снижения электроэнергии для потребителя, а период окупаемости оборудования составляет 7-8 лет.

Однако у ветровой энергетики есть и отрицательные стороны. В первую очередь – это зависимость от силы ветра, в результате чего поступления сгенерированного электричества в общую сеть происходят неравномерно. Поэтому полностью отказаться от использования традиционных ГЭС и ТЭС на данном этапе развития альтернативной энергетики не представляется возможным, так как они необходимы для стабилизации работы сетей.

Вторым отрицательным фактором является то, что география возможного расположения «ветряков» очень часто не совпадает с географией потребителей. Данная проблема решается путем реконструкции или полного перекроя энергосистемы, что, в свою очередь связано со значительными временными и финансовыми затратами.

Кроме этого необходимо сказать и о том, что мощные ветропарки также оказывают воздействие на окружающую среду: нагревают почву и влияют на микроклимат. Исследования, проведенные в США, показали, что прирост среднесуточной температуры на территории крупной ветрогенерационной станции за 9 лет составил 0,72 градуса Цельсия. При этом ученые связывают такой температурный скачок с тем, что в период проведения исследований с 2003 по 2011 годы, количество «ветряков» на станции возросло с 111 до 2358 штук.  По их мнению, при стабильном количестве установок прирост температуры также должен замедлится.

 

Ветроэнергетика России — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Ветряная электростанция в Мурманске рядом с гостиницей Omni

Ветроэнергетика России отсчитывает свою историю с 1920-х годов, когда ЦАГИ разработал первые ветро-электрические станции и ветряки для сельского хозяйства. Мощность подобного «крестьянского ветряка» варьировалась от 3 л. с., 8 л. с. до 45 л. с., установка могла освещать 150—200 дворов или приводить в действие мельницу^[1]. В настоящее время ветроэнергетика используется преимущественно в сельской местности с малой плотностью населения, где доступ к основным источникам энергии ограничен. В 2006 году в России выработка электроэнергии ветряными электростанциями составляла 15 МВт^[2], в 2009 году — от 17 до 18 МВт.

Географические данные и мощность

Ветряной насос «Ромашка» производства СССР

Технический потенциал ветроэнергетики России составляет 80 000 ТВтч/год, из которых экономически выгодными являются 6218 ТВтч/год^[3]. Большая часть ветровых зон России — это степи на юге России (Нижняя и Средняя Волга, Дон), морские побережья (побережье Северного Ледовитого океана от Кольского полуострова до Камчатки, побережья Каспийского, Чёрного, Азовского, Балтийского и Охотского морей) и некоторые отдельные ветровые зоны (Карелия, Алтай, Тува, Байкал). Максимальная средняя скорость ветра приходится в этих районах на осень и зиму. Около 30 % экономического потенциала ветроэнергетики сосредоточено на Дальнем Востоке, 14 % — в Северном экономическом районе, около 16 % — в Западной и Восточной Сибири. Плотность населения во многих ветровых зонах не превышает 1 чел. на 2 км²^[4].

Суммарная мощность проектов ветроэлектростанций в России насчитывает 1700 МВт. К концу 2010 года реальная мощность из них составляла не более 17 МВт. Ассоциация ветроиндустрии России предсказывает, что в случае достижения доли возобновляемой энергетики в 4,5% к 2020 году мощность ветряных электростанций будет составлять 7 ГВт^[5]. В 2010 году было объявлено о начале ряда проектов, в том числе о возведении ВЭС в Ейске с мощностью от 50 до 100 МВт^[2], и о начале переговоров Siemens с российскими предпринимателями о строительстве ветряных электростанций^[6]. Однако к 2015 году вместо планируемой мощности 1250 МВт^[5] она составила всего 15,4 МВт^[7].

Текущее состояние

Самые крупные ветроэлектростанции России находятся в Крыму — это Донузлавская (18,7 МВт), Останинская («Водэнергоремналадка», 26 МВт), Тарханкутская (15,9 МВт) и Восточно-Крымская. В общей сложности они располагают 522 ветроагрегатами мощностью 59 МВт. Разрабатываются проекты следующих станций:

• Ленинградская ВЭС (Ленинградская область, 75 МВт)
• Калининградская морская ВЭС (50 МВт)
• Морская ВЭС (Карелия, 30 МВт)
• Приморская ВЭС (Приморский край, 30 МВт)
• Магаданская ВЭС (Магаданская область, 30 МВт)
• Чуйская ВЭС (Республика Алтай, 24 МВт)
• Усть-Камчатская ВДЭС (Камчатская область, 16 МВт)
• Новиковская ВДЭС (Республика Коми, 10 МВт)
• Дагестанская ВЭС (Дагестан, 6 МВт)
• Анапская ВЭС (Краснодарский край, 5 МВт)
• Новороссийская ВЭС (Краснодарский край, 5 МВт)
• Валаамская ВЭС (Карелия, 4 МВт)

В 2003—2005 годах в рамках РАО ЕЭС были проведены эксперименты по созданию комплексов на базе ветрогенераторов и двигателей внутреннего сгорания, по программе в посёлке Тикси установлен один агрегат. Все проекты начатые в РАО, связанные с ветроэнергетикой переданы компании РусГидро. В конце 2008 года РусГидро начала поиск перспективных площадок для строительства ветряных электростанций^[8]. Также предпринимались попытки серийного выпуска ветроэнергетических установок для индивидуальных потребителей, например водоподъёмный агрегат «Ромашка». В последние годы увеличение мощностей происходит в основном за счет маломощных индивидуальных энергосистем, объём реализации которых составляет 250 ветроэнергетических установок (мощностью от 1 кВт до 5 кВт).

Список некоторых ветряных электростанций

Ветряные электростанции

Наименование	Координаты	Географическое положение	Мощность, МВт	Производитель	Примечания[9]
Анадырская ВЭС	65°37′47″ с. ш. 171°41′23″ в. д.HGЯO	Чукотский автономный округ	2,5[10]	Строительство и обслуживание — ООО «АЛТЭН» и Vensys-Elektrotechnik	Годовая выработка в 2011 году не превысила 0,2 млн кВт⋅ч
Приютненская ВЭС	46°12′32″ с. ш. 44°09′26″ в. д.HGЯO	Приютненский район, Калмыкия	2,4 (в планах 51 МВт)[11]	Суммарная выработка составляет 10 млн кВт⋅ч в год
Зеленоградская ВЭУ	54°56′54″ с. ш. 20°21′00″ в. д.HGЯO	посёлок Куликово Зеленоградского района Калининградской области	5,1	SEAS Energi Service A.S. (21 установка)
Мурманская ВЭС	68°59′35″ с. ш. 33°07′06″ в. д.HGЯO	Мурманск	0,2		В здании ООО «Контакт-Дизель», работает в комплексе с Кислогубской ПЭС
Сеть-Наволокская ВЭС		мыс Сеть-Наволок Кольского полуострова	0,1		Ветродизельная
Оренбургская ВЭС	51°46′59″ с. ш. 55°06′00″ в. д.HGЯO	Оренбургская область	1
Ростовский ВЭГ	57°12′ с. ш. 39°27′ в. д.HGЯO	Ростовская область	0,3		Ветроэлектрогенератор
ВЭС Тюпкильды	54°36′00″ с. ш. 53°43′47″ в. д.HGЯO	д. Тюпкильды Туймазинского района, Башкортостан	2,5	Hanseatische AG (4 ветроагрегата типа ЕТ 550/41 мощностью по 550 кВт)	Экспериментальная ВЭС. Годовая выработка в 2008—2010 годах не более 0,4 млн кВт⋅ч
Ейская ВЭС	46°28′ с. ш. 38°19′ в. д.HGЯO	Краснодарский край	72
Новоазовская ВЭС		Украинское побережье Таганрогского залива	21,8		Мощность по состоянию на 2010 год
ВЭС на острове Беринга		Командорские острова	1,2
Заполярная ВДЭС		около Воркуты, Республика Коми	3 (в планах) 1,5 (де-факто)		Недостроена, на 2006 год действовали 6 установок по 250 кВт (итого 1,5 МВт)

См. также

Примечания

Ссылки

Ветроэнергетика в России и мире

Библиографическое описание:

Соколов Д. С., Елаш Р. А., Чувашов И. А., Киселёв Г. Ю. Ветроэнергетика в России и мире // Молодой ученый. — 2016. — №29. — С. 145-148. — URL https://moluch.ru/archive/133/37171/ (дата обращения: 25.01.2020).



В данной статье произведён анализ проблем энергетики в России и мире. Изложен один из путей решения данных проблем с помощью ветроэнергетики. Рассмотрена законодательная база по ВИЭ в Российской Федерации и существующая ветроэнергетическая база страны.

Ключевые слова:регенеративные источники энергии, ветроэнергетика

В наше время, мир столкнулся с двумя серьезными проблемами в сферы электроэнергетики: это обеспечение надежности энергоснабжения и борьба с изменением климата.

Возросшее до невиданных ранее масштабов потребление нефти, природного газа, урана и каменного угля быстрыми темпами ведет к истощению ископаемых ресурсов нашей планеты. Ведущие специалисты организации EnergyWatchGroup прогнозируют резкое снижение мировой добычи нефти приблизительно до 40 млн. баррелей в день уже к 2030 году, когда добыча нефти в настоящее время составляет 81 млн. баррелей в день. Это получается, что к 2030 году добыча нефти снизится в 2 раза, следовательно, электроэнергия, вырабатываемая за счет нефти, также снизится в два раза, что влечет электроэнергетический кризис [1].

Не менее важной проблемой использования ископаемых источников энергии является последствия парникового эффекта, а также глобальное потепление. Атмосфера уже Примерно 80 % всех выбросов углекислого газа связано с использованием ископаемых ресурсов, таких как нефть, природный газ и каменный уголь, в энергетике и химической промышленности [2].

Сегодня решение энергетической проблемы, равно как и непрерывно растущий мировой спрос на энергию, уже не может быть обеспечен одной лишь добычей органических иссекаемых ископаемых на прежнем уровне. Растущий спрос на энергию должен все в большей степени удовлетворяться за счет других источников.

Альтернативой ископаемому топливу являются регенеративные источники энергии (ВИЭ), к которым, относятся: энергия ветра, солнечная радиация, энергии рек, приливов, отливов и океанских волн, энергия, заключенная в биомассе и органических отходах.

Во всем мире уже ведутся научные исследования по всем видам возобновляемых источников энергии. Но зависимость мировой экономики от все более дефицитного и дорогостоящего органического и ядерного топлива на сегодняшний день по-прежнему чрезвычайно высока. Нынешние потребности в электроэнергии удовлетворяются, прежде всего, за счет ископаемого топлива, в частности, нефти (35 %), газа (20,7 %) и угля (23,5 %), а также урана (6,8 %). Доля возобновляемых источников энергии в энергопотреблении составляет 14 %, и прогнозируется, что в ближайшем будущем она станет быстро возрастать [1,3].

Наиболее перспективным рынком среди регенеративных источников энергии является рынок ветроэнергетики. Ветровые ресурсы присутствуют в любой части земного шара и их больше чем достаточно, чтобы обеспечить растущий спрос на электроэнергию на сегодняшний день. Современный ветропарк по своим характеристикам не уступает традиционной электростанция работающей на органическом топливе. Выработка электроэнергии на ветровых станциях становится все более конкурентоспособной по сравнению с традиционными источниками энергии на ископаемом топливе.

На сегодняшний день сформировалась устойчивая отрасль в мировом масштабе. По приблизительным подсчетам, мировая занятость в сфере ветроэнергетики составило на 2015 год около 1 100 000 человек [4].

Последнее десятилетие мировой рынок ветровой энергетики развивался быстрее, чем любой другой вид возобновляемой энергетики. С 2000 года среднегодовой рост установленной мощности составлял 28 %. На 2015 год общая установленная мощность постигла 432,400 ГВт [3–4].

Рис. 1. общемировая установленная мощность всех ветроустановок в мире

Ведущими регионами в развитии ветроэнергетики являются: Северная Америка, Европа и Азия. Именно эти регионы разделили между собой основную установленную к 2015 году мощность.

При условии политической поддержки широкомасштабного развития ветроэнергетики в сочетании с мерами в области энергоснабжения ветровая индустрия к 2030 году сможет обеспечить 29 % мировой потребности в электроэнергии.

На сегодняшний день, несмотря на наличие значительных ресурсов ветровой энергии, в России имеет место существенное отставание от мирового уровня. Ветроэнергетика России пока находится лишь в начальной стадии развития, хотя ее потенциал способен в радикально сжатые сроки изменить ситуацию, сложившуюся в топливно-энергетическом комплексе страны. Оцененные технические запасы ветроэнергетических ресурсов (ВЭР) страны почти в 15 раз превышают годовую выработку всех электростанций страны в настоящее время. На данном этапе Россия имеет ничтожную, по сравнению со странами-лидерами, суммарную установленную мощность. По имеющимся данным на 2015 год в России действуют ВЭС суммарной установленной мощности около 10 МВт без учёта республики Крым, что составляет около 1 % от всех ее электрогенерирующих мощностей [1].

Наиболее активные исследования по внедрению возобновляемых источников энергии, а именно ветровых электростанций; ведутся в Краснодарском крае, который относится к регионам с дефицитными энергосистемами. На прединвестиционной стадии находится проект строительства трех ВЭС в поселках Ейского района Краснодарского края, инициатором которого является ООО «Грета Энерджи Ру» — дочерняя компания «Грета Энерджи Инк» (Канадской корпорации, специализирующаяся на разработке и финансировании проектов в области экологически чистой возобновляемой энергетики).

Самый современный в России ветроэнергетический комплекс находится на Дальнем Востоке в поселке Усть-Камчатск, Камчатский край. Это совместный проект РАО «Энергетические системы Востока» и японской правительственной компании NEDO.

Ветропарк состоит из одиннадцати ветроустановок совокупной мощностью более 4 МВт, и на сегодняшний день, Усть-Камчатский ветропарк является крупнейшим на Дальнем Востоке. Со слов японских специалистов, при создании ветроэнергетического комплекса в Усть-Камчатске, были применены уникальные технологии, позволившие адаптировать оборудование к работе в суровом климате Камчатского края. Российский энергохолдинг планирует строительство 39 подобных ветроэнергетических комплексов на дальнем Востоке, суммарная мощность которых превзойдёт 100 МВт. Задача комплексов, улучшить надежность и эффективность электроснабжения изолированных населенных пунктов [5].

В последние несколько лет, наблюдается весьма высокая активность России в направлении ВИЭ. Было разработано и частично принято несколько проектов федерального и ряда региональных законов, постановлений Правительства РФ, нормативно-технических документов, создающих правовую базу и регламентирующих развитие ВИЭ в России, такие как: Федерального закона «Об электроэнергетике» (Ф3 № 250-ФЗ от 04.11.2007г.), распоряжение Правительства Российской Федерации от 13.11.2009 N 1715-р «Об Энергетической стратегии России на период до 2030 года» и д. р. Правительство РФ приняло программу развития альтернативной энергетики, которая предполагает увеличение ее доли в энергобалансе страны до 4,5 % к 2020 году. 16 января 2009 года премьер России Владимир Путин подписал постановление об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергоэффективности в электроэнергетике на основе использования возобновляемых источников энергии. Подписание документа означает, что любой инвестор, вложившийся в строительство таких энергомощностей, будет получать фиксированный возврат средств от государства на каждый выработанный кВт∙ч. Возврат составит 2,5 копейки на 1 кВт∙ч [6].

И так подведем итоги. Ветер — возобновляемый источник энергии. Капитальные затраты на сооружение ветроэнергетических станций намного меньше, чем на строительство тепловых, атомных или гидроэлектростанций. Ветроэнергетические установки не загрязняют атмосферу и гидросферу, как ТЭС. Каждый кВт·ч выработанной электроэнергии ВЭС замещает сжигание 350 грамм угля [7]. Ветроэнергетические установки не дают радиоактивные отходы, как АЭС. Россия имеет огромный потенциал в развития и использование ветроэнергетики за счёт обширных территорий, специфики географического расположения страны, особенностей рельефа и разнообразия климата. Поэтому нужно брать пример со стран лидеров в ветроэнергетики таких как США, Китай, Германия, и создавать свои ветропарки.

Литература:

1. Артемова Н. И. современное состояние и развитие ветроэнергетики в России и мире / Н. И. Артемова, Б. В. Ермоленко // Успехи в химии и химической технологии. — 2009. — № 11. — С. 10–14.
2. Крепша Н. В. общая, социальная и прикладная экология: учебное пособие / Н. В. Крепша. — Томск: Изд-во ТПУ, 2006. — 149 с.
3. Традиционные и возобновляемые источники энергии [Электронный ресурс] URL: http://www.ecolife.ru (дата обращения 12.12.2016).
4. Ветроэнергетика [Электронный ресурс] URL: http://bellona.ru (дата обращения 14.12.2016).
5. Ветроэнергетика как стратегия будущего [Электронный ресурс] URL: http://www.nat-geo.ru (дата обращения 14.12.2016).
6. Об Энергетической стратегии России на период до 2030 года: распоряжение Правительства Российской Федерации от 13.11.2009 N 1715-р // Собрание законодательства. — 2009. — № 48.
7. ВЭС [Электронный ресурс] URL: http://www.eng-stroy.ru (дата обращения 17.12.2016).

Основные термины (генерируются автоматически): россия, возобновляемый источник энергии, дальний Восток, ископаемое топливо, каменный уголь, ветроэнергетический комплекс, Российская Федерация, Краснодарский край, Камчатский край, природный газ.

Ветровая энергия в России: почему у нас так мало ветряков

Как это работает

Ветряки преобразуют ветер в электроэнергию. Работают они по принципу мельницы, только более высокотехнологичной. Потоки воздуха крутят лопасти, и те вращаются в вертикальной плоскости. Таким образом возникает механическая энергия, энергия движения. А подключенный к устройству генератор уже вырабатывает электричество.

Чем выше ветряк, тем больше он производит электроэнергии. Высота столба — от 20 м, а самый высокий в мире ветрогенератор находится в Германии, в Гайльдорфе. Он вырос аж до 178 м.

Строительство ветрогенератора в Гайльдорфе. Фото: mbrenewables

Ветроэнергетику первым делом облюбовали страны, которые заботятся об окружающей среде: Дания, Германия, Испания, Ирландия. Оно и понятно: нет вредных выбросов и опасностей для флоры и фауны. Другое достоинство в том, что ветряки не требуют дополнительного топлива: платить нужно только за их постройку и обслуживание, так что это выходит дешевле, чем другие виды энергии. Хотя конечно, стоимость строительства и обслуживания ветроэлектростанций сильно варьирует в зависимости от многих факторов: место строительства, высота, материалы, дополнительное оборудование. 

Стоит заметить, что ветряки не так невинны: из-за них гибнут птицы и летучие мыши. Около тысячи в год погибают от одного генератора.

Главная проблема ветряков — внезапно — в том, что они работают лишь благодаря ветру. Так что местность для генератора нужно тщательно выбирать. Впрочем, и для этой проблемы уже нашли решение. Ветряки строят не только в полях, но и над гладью морской — в местах, где ветер дует практически непрерывно.

Фото: Florian Pircher с сайта Pixabay

При кажущейся простоте такого решения, ветрогенераторы — сложные и высокотехнологичные механизмы. Здесь нужно продумать все мелочи: сильный ветер может сломать лопасти, нагрузка на опорную конструкцию не должна быть критической, и нужна возможность остановить лопасти на время бури.

Дополнительного оборудования много, например, система тормозов. В России же пока просто не производят необходимого оборудования, а закупать его — слишком дорого. Только массовое производство ветряков поможет такому мероприятию окупиться, и то лишь в долгосрочной перспективе. Однако кое-какие шаги в направлении развития ветровой электроэнергетики Россия все же предпринимала раньше — и продолжает это делать.

Прошлое — далекое и не очень

В 1920-х годах в СССР уже начали разрабатывать предшественников сегодняшних ветряков для отдаленных районов. Работали они по гидравлическому принципу: ветер поднимал воду вверх по столбу, а затем она опускалась и крутила турбину. Так вырабатывался ток. Кстати, тот самый высоченный ветрогенератор в Гайльдорфе работает по тому же принципу.

В 30-х годах изобретатель Анатолий Уфимцев построил на собственные средства миниветроэлектростанцию. Она работала исправно несколько лет и снабжала электричеством его дом вплоть до смерти Уфимцева. В последующие годы в СССР продолжали выпускать ветряки, но с популяризацией топливной промышленности и строительством АЭС все меньше и меньше.

Ветростанция А. Г. Уфимцева — первая и единственная в мире, способная давать вполне выровненную электроэнергию от беспорядочных порывов ветра.

Писал в 1934 году Владимир Ветчинкин

Крупнейший советский учёный-механик в области аэродинамики

Ветростанция А. Г. Уфимцева в Курске. Фото: Википедия

Однако после 2000-х ветряками в России снова стали интересоваться. «Росатом» еще в 2017 году пообещал построить сеть ветряных электростанций по всей стране и таким образом «возродить отрасль». Помочь взялись в голландской компании Lagerwey. Однако специалисты выразили сомнение относительно проекта. Угнаться за постоянно растущим рынком и технологиями вот так сразу, с нуля, крайне тяжело.

Сегодня небольшие ветропарки раскиданы по всей стране. Один, например, есть в поселке Куликово Калининградской области. Существует он аж с 1998 года. Ветряки поселок получил в подарок от компании из Дании, и они работают до сих пор (хотя и не без инцидентов). Однако генерация энергии там небольшая, да и дачники строят дома слишком близко к турбинам, не понимая, что это опасно.

Ветряные электростанции недалеко от посёлка Куликово Калининградской области. Фото: Uritsk / Livejournal

В 2018 году самый крупный отечественный ветропарк открыли в Ульяновской области. Сделала это финская компания Fortum совместно с РОСНАНО. Промышленный парк настолько большой, что уже готов выйти на оптовые поставки энергии. Кроме того, при Ульяновском техническом университете открылась кафедра, где готовят специалистов в области электроэнергетики.

Какие могут быть проблемы?

В России существует сложная инфраструктура, которая обслуживает газовую и атомную отрасли энергетики. В этой области заняты тысячи людей. И просто так взять и сменить все это великолепие — пусть даже на более дешевую и экологически чистую — энергию мы не сможем.

Михаил Гусев, инженер подразделения «Электропривод» компании ABB, объясняет: «Россия не испытывает дефицита в электроэнергии. Большинство наших генерирующих предприятий работает ниже коэффициента использования установленной мощности. В арсенале наших энергетиков достаточную долю занимают АЭС и ГЭС, которые имеют ощутимо низкую удельную себестоимость производства электроэнергии по сравнению с генерацией на углеводородном сырье. Поэтому у нас нет острой потребности в развитии альтернативных источников энергии. Но в скором времени она появится, поэтому нужно вовремя начать развивать отрасль».

Отставание России по количеству ветропарков от США и Европы по-прежнему велико. По словам Владимира Максимова, руководителя департамента развития новых направлений бизнеса ООО «Тошиба Рус», основная причина такого положения вещей — в недостаточно эффективных мерах государственной поддержки сегмента ветровой энергетики. Впрочем, в сентябре прошлого года вышло постановление правительства, повышающее инвестиционную привлекательность строительства объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии. Это должно помочь.

«Еще одно существенное препятствие для развития ветроэнергетики в России — высокие требования по уровню местной локализации производства компонентов, который должен достигать 65%, — говорит Владимир Максимов. — Например, уровень локализации крупнейшего отечественного объекта, ветропарка в Ульяновске, составляет всего 28%. Проект спасло только то, что он был утвержден еще в 2015 году».

Промышленный ветропарк в Ульяновской области, построенный финской компанией Fortum. Фото: Twitter @ VostockCapital_

Другая проблема — тонкости нормативной базы. Михаил Гусев говорит: «Закон вынуждает рассматривать ветроустановку как уникальное сооружение из-за ее высоты, налагая ряд нелогичных ограничений. Например, есть требование обустраивать подъездные пути к ветряным электростанциям как автомобильные дороги. Все это ведет к увеличению стоимости ветряков. Но без удовлетворения нормативных предписаний объект не может быть введен в эксплуатацию».

Есть ли перспективы?

Тем не менее со стратегической точки зрения ориентация на импортозамещение должна принести плоды, считает Максимов. Так, в Ульяновске запускается предприятие по изготовлению лопастей для ветроустановок, а в Нижегородской области стартовало производство систем управления и охлаждения.

Российский потенциал ветроэнергетики оценивается экспертами примерно в пять раз выше, чем, например, германский.

Есть и потребность. «В России ветрогенераторные установки могут быть востребованы в регионах с децентрализованным энергоснабжением: в Бурятии, на Чукотке, на Сахалине, на Курильских островах, — говорит Иван Назаров, руководитель Инженерного центра НИЦ ‘ТехноПрогресс’. — На этих территориях электроснабжение потребителей не имеет связи с централизованной энергосистемой, а потому есть потребность в автономных источниках энергии. Пока в этих регионах в основном используются дизельные электростанции, конкуренцию которым могут составить альтернативные источники энергии».

Фото: PeterDargatz с сайта Pixabay

«До 2024 года эта отрасль сугубо дотационная, — говорит Михаил Гусев. — Однако и задачи стоят амбициозные: выйти на уровень локализации 65%. Это означает, что начнут работать предприятия по производству компонентов, будет адаптирована нормативная база, и главное — будут построены огромные мощности электроэнергетики. Помножив полученные компетенции на территорию нашей страны, где есть стабильный ветер, мы получаем безграничные перспективы. Главная цель для отрасли — стать конкурентной традиционным видам выработки электроэнергии».

Иван Назаров полагает: существует несколько векторов возможного развития России в области ветроэнергетики. Например, закупка и монтаж «под ключ» готовых зарубежных ветрогенераторных установок. Другой вариант — освоение западных технологий и организация с их помощью более масштабного производства на базе уже имеющегося в стране.

Это тоже интересно:

Ветроэнергетика в России, развитие технологии в ветроэнергетике

Однако жесткая ориентация на большую гидроэнергетику и угольно-ядерную стратегию и почти полную глухоту к новациям и экологическим проблемам надолго затормозило развитие ветроэнергетики.Выпускаемые “ Ветроэном” ветроустановки не отвечали современным требованиям и представлениям высоких технологий ветроэнергетической индустрии. Толчком для дальнейшего продвижения и создания современного ветроэнергетического оборудования стала федеральная научно-техническая программа “Экологически чистая энергетика«. Для участия и получения финансирования были отобраны лучшие разработки ветроэнергетичесих установок различных классов по мощности. Были разработаны проекты ветроагрегатов мощностью до 30 , 100 ,250 , 1250 кВт. Начавшаяся перестройка, развал экономики и прекращение финансирования по программе не позволила довести указанные проекты до коммерческого уровня. Почти все разработки остались на уровне опытных и макетных образцов. Опытный образец ветроагрегата мегаваттного класса был спроектирован и построен МКБ “Радуга” , который организовал кооперацию предприятий авиационной промышленности. Разработка, изготовление и строительство финансировалось правительством Калмыкии. Ветроагрегат был построен недалеко от Элисты и успешно работает , вырабатывая 2300-2900 тыс. кВт\ч электроэенергии в год. Ветроагрегат подключен к сети. В МКБ “ Радуга” были спроектированы ветроагрегаты мощностью 8 и 250 кВт. Российской Ассоциацией развития ветроэнергетики “ Energobalance Sovena” совместно с Германской фирмой Husumer SchiffsWert (HSW) были изготовлены 10 ветряков сетевого исполнения единичной мощ. 30 кВт. Ветропарк с установленной мощ. 300 кВт был построен в 1996 г. в Ростовской области и запущен в эксплуатацию.

Сегодня возможны следующие сценарии развития ветроэнергетики в России:

1. закупка и монтаж зарубежных ветроагрегатов;
2. трансферт западных технологий и организация производства в России;
3. кооперация с зарубежными фирмами и производство ветроагегатов в России;
4. организация производства собственных ветроагегатов, ноу-хау которых защищено международным законодательством.

Для России предпочтительней последний сценарий, однако он сдерживается существующим налоговым законодательством, монополией производителей электроэнергии, отсутствием инвестиций и развалом производства.

Ветроэнергетика (wind power) — отрасль альтернативной энергетики, связанная с разработкой методов и средств преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию.
Ветроэнергетике присущи все преимущества, характерные для альтернативной энергетики в целом — экологическая чистота, возобновляемость, низкие эксплуатационные затраты.

К недостаткам ветроэнергетики относят:

• шум — минимальное допустимое расстояние от ветроустановки до жилых домов — 300 м
• визуальное воздействие ветрогенераторов — является скорее субъективным и легко разрешаемым фактором, сейчас для улучшения эстетического вида ветряков во многих крупных фирмах работают профессиональные дизайнеры
• занятие больших земельных участков — также является спорным недостатком, фундамент ветроустановки обычно полностью находится под землей, позволяя расширить сельскохозяйственное использование земли практически до самого основания башни

Для преобразования энергии ветра в другие виды энергии — механическую, тепловую, электрическую и др., используют ветроэнергетические установки (wind power plant).

В настоящее время применяются две основные конструкции ветроэнергетических установок (ВЭУ): горизонтально осевые и вертикально осевые ветродвигатели. Оба типа ветроэнергетических установок имеют примерно равный КПД, однако наибольшее распространение получили ветроагрегаты первого типа. Мощность ветроэнергетической установки может быть от сотен ватт до нескольких мегаватт.

Ветроэлектростанция (wind electrical power station) — электростанция, состоящая из двух и более ветроэлектрических установок, предназначенная для преобразования энергии ветра в электрическую энергию и передачу ее потребителю.

Ветроагрегат (wind unit) — система, состоящая из ветродвигателя, системы передачи мощности и приводимой ими в движение машины — электромашинного генератора, насоса, компрессора и т.п.

Гибридные ветроэнергетические установки (combine wind systems) — системы, состоящие из ветроэнергетической установки и какого либо другого источника энергии (дизельного, бензинового, газотурбинного двигателей, фотоэлектрических, солнечных коллекторов, установок емкостного, водородного аккумулирования сжатого воздуха и т.п.), используемых в качестве резервного или дополнительного источника электроснабжения потребителей.

Ветропарк — это комплекс ветроэнергетических установок, часто установленных рядами, которые перпендикулярны господствующему направлению ветра. При разработке такого проекта нужно учитывать наличие дорог для доступа к ветроагрегатам, подстанции и мониторинговой и контрольной системам.

Классификация ветроэнергетических установок по назначению — ГОСТ Р 51990-2002 «Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Классификация»:

• Системные, сетевые 200 кВт-5 МВт Работа ВЭУ параллельно с мощной электрической сетью Источники получения и выдачи в электрическую сеть максимально возможной выработанной электроэнергии.
• Автономные 50-500 кВт Работа ВЭУ индивидуально (автономно) Источники электропитания потребителей, не связанные электрической сетью, отличающиеся сравнительно низкими значениями коэффициента использования установленной мощности.
• Гибридные — Работа ВЭУ параллельно с независимыми электро-станциями соизмеримой мощности (дизель-генераторы, малые ГЭС и др.) Источники электропитания для бесперебойного снабжения потребителей электроэнергией номинальной мощности

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА – мировой рынок

Альтернативная энергетика в общем и ветроэнергетика в частности демонстрируют бурное развитие во всем мире. Это связано с ростом цен на нефть, текущими проблемами энергетической безопасности и озабоченностью все большего числа людей проблемой изменения климата.

По состоянию на конец 2009 года было установлено около 152 ГВт ветроэнергетических установок (+30,3 ГВт или +25%). Таким образом, ветроэнергетика на протяжении последних лет продолжает оставаться крупнейшим сегментом рынка альтернативной энергетики.

В среднем в мире 1,5% потребляемой электроэнергии вырабатывается с использованием ветроэнергетических установок. В странах, где правительство оказывает поддержку ветропаркам, доля ветроэнергетики выше, например, в Дании при помощи ветра получают свыше 20% электроэнергии, в Испании — 10%, Германии — 8%.

Более половины всех мировых ветроэнергетических мощностей в настоящее время сосредоточено в Европе. Лидерами по темпам наращивания ветроэнергетических мощностей являются Северная Америка, Европа и Азия.

Сценарии развития мировой ветроэнергетики, разработанные специалистами, показывают, что при отсутствии государственной поддержки и рыночных стимулов, доля ветроэнергетики в мировом производстве электроэнергии может достичь 5% к 2030 году и 6,6% к 2050 году. При господдержке энергосбережения, ветроэнергетика может обеспечить 15.6% мирового производства электроэнергии к 2030 году и 17,7% к 2050 году. При масштабных энергосберегающих мероприятиях, ветроэнергетика обеспечивает 29,1% мирового производства электроэнергии к 2030 году и 34,2% — к 2050 году.

Таким образом, доля ветровой энергетики в системе энергоснабжения может быть значительно увеличена за счет реализации масштабных мероприятий в области энергосбережения.

Например, правительством Канады установлена цель к 2015 году производить 10% электроэнергии с использованием ветроэнергетических установок. Европейский Союз планирует к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году — 180 тыс. МВт. В Китае, в соответствии с Национальным Планом Развития ветроэнергетики, планируется увеличить ветроэнергетические мощности до 5 тыс. МВт к 2010 году и до 30 тыс. МВт к 2020 г.
На фоне того, как большинство стран мира обратило свое внимание на развитие альтернативной энергетики, Россия, напротив, продолжает наращивать темпы добычи и экспорта традиционного топлива. В структуре топливно-энергетического баланса страны ведущая роль принадлежит таким энергоресурсам, как газ и нефть — 53% и 18.9% совокупного потребления энергии соответственно. Кроме того, около 18% энергобаланса приходится на долю твердого топлива.

Из 1066,7 млрд. кВтч выработанной электроэнергии в 2009 году:

* более 68% произведено тепловыми станциями
* около 15,5% гидроэлектростанциями
* около 17% атомными станциями

С использованием возобновляемых источников энергии в России ежегодно вырабатывается не более 8,5 млрд. кВтч электрической энергии, без учета гидроэлектростанций установленной мощностью более 25 МВт, что составляет менее 1% совокупного объема.

За несколько лет до финансового кризиса в России стала создаваться нормативно правовая база развития рынка ветроэнергетических установок. Первым шагом в вопросе законодательного регулирования отрасли стало принятие в конце 2007 года поправок к Федеральному закону «Об электроэнергетике», заложивших рамочные основы развития отрасли. Это событие способствовало как формированию институциональных условий функционирования рынка, так и повышению инвестиционной привлекательности отрасли.
Структура рынка альтернативной энергетики в России

К числу основных направлений государственной политики в сфере повышения энергоэффективности было отнесено развитие производства электрической энергии на основе:
* малых гидроэлектростанций, установленной мощностью менее 25 МВт
* генерирующих установок на основе солнечной энергии
* генерирующих установок на основе энергии ветра
* генерирующих установок на основе геотермальной энергии природных подземных теплоносителей
* генерирующих установок на основе низкопотенциальной тепловой энергии земли, воздуха, воды, включая сточные воды
* генерирующих установок на основе биомассы и биогаза

Для достижения объема потребления ветроэнергетических установок планируется ввод в период с 2010 по 2020 годы генерирующих объектов (малых ГЭС, ветроэлектрических станций, приливных электростанций, геотермальных электростанций, тепловых электростанций на биомассе и прочих видов электроустановок) с суммарной установленной мощностью до 25 ГВт.

Таким образом, объем выработки электроэнергии на основе ветроэнергетических установок к 2020 году должен составить около 80 млрд. кВтч.
Суммарная мощность всех ветроэнергетических установок России составила в 2009 году только 17-18 МВт (столько в мире устанавливается за 6 часов) или 0,008% от электрогенерирующих мощностей РФ (220 ГВт).

По экспертным оценкам, технический потенциал (под потенциалом отрасли нами понимается средний годовой объем энергии, содержащийся в данном виде энергоресурса при полном ее превращении в полезно используемую энергию) ветровой энергии России оценивается свыше 6000 млрд. кВтч/год. Экономический потенциал составляет примерно 31 млрд. кВтч/год. Россия — одна из самых богатых в этом отношении стран — самая длинная на Земле береговая линия, обилие ровных безлесных пространств, большие акватории внутренних рек, озер и морей — все это наиболее благоприятные места для размещения ветропарков.

Важность развития ветроэнергетики в нашей стране определяется тем, что 70% территории России, где проживает 10% населения, находится в зоне децентрализованного энергоснабжения, которая практически совпадают с зоной потенциальных ветроресурсов (Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр и др.).

Внедрение новых ветроэнергетических мощностей происходит в России достаточно медленными темпами: на конец 2005 года их было — 14 МВт, 2006 — 15,5 МВт, 2007 — 16,5 МВт. В среднем темпы прироста составляют 8% в год — это один из самых низких показателей в мире, в Китае, для сравнения, он составляет ~ 60%, США ~ 30%, Испании ~ 20%.

К настоящему моменту в России представлено около 10 крупных ветропарков, на долю которых приходится около 90% суммарной мощности. Кроме того функционирует около 1600 малых ветроэнергетических установок, мощностью от 0,1 до 30 кВт.

Стоит отметить, что установка практически всех ветропарков относится к 2002-2003 годам. В последние же годы, увеличение мощностей происходит в основном за счет маломощных индивидуальных энергосистем, прирост составил 250 ветроэнергетических установок мощностью от 1 кВт до 5 кВт.

На рынке ветроэнергетики работают свыше 50 участников, половину из которых можно отнести к производителям. Практически все производители изготавливают свою продукцию на основании собственных разработок. Менее 1% изготавливают ветроэнергетические установки на основе трансферта зарубежных технологий.

Согласно государственным планам, в дальнейшем ветроэнергетика должна развиваться быстрыми темпами. Предполагается за три года увеличить объем введенных мощностей в 15,5 раз. Это достаточно сложная задача, учитывая нынешнюю динамику развития.

По оценкам ResearchTechart, при оптимистичном сценарии при условии государственной поддержки и стимулирования развития ветроэнергетики к 2011 году в России будет около 120 МВт установленной мощности.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ