Энергосбережение и альтернативная энергетика. Международный опыт

СОЛНЦЕ, ВЕТЕР И ВОДА — НАШИ ЛУЧШИЕ ДРУЗЬЯ!

Осваивая новые технологии в сфере альтернативной энергетики, Россия не может жить изолированно от мирового сообщества. Как известно, уже во многих развитых странах давно используются возобновляемые источники энергии для получения электричества. Безусловными лидерами и новаторами в этой отрасли являются, конечно, европейские страны, США, Япония, Австралия. Но в данном направлении энергетики наши ближайшие соседи (страны СНГ) сделали первые и вполне удачные шаги.

Предлагаем читателям ознакомиться с теми проектами в мировом пространстве, которые уже были осуществлены или находятся на стадии завершения. В данной статье мы особо остановимся на гелио- и ветроэлектростанциях.

БЛИЖНЕЕ ЗАРУБЕЖЬЕ

Беларусь

В 2009 году на территории Беларуси был проведен эксперимент по внедрению солнечных батарей в ЖКХ. В Минске появился первый дом, освещаемый с помощью светодиодов, которые работали от солнечной батареи.

Недалеко от аэропорта «Минск-1» на крыше здания по улице Воронянского было установлено несколько солнечных зеркал, скомпонованных в солнечную батарею. Она преобразовывает солнечную энергию в электрическую. После накопления и аккумуляции электричество передается через инвертор к светодиодам. Установка рассчитана на мощность в 1,5 кВт. Батареи расположены под каленым стеклом, чтобы они не испытывали воздействие окружающей среды Процесс полностью автоматизирован. Умная система следит за тем, чтобы не было перерасхода энергии: так, если в подъезде достаточно светло, лампочки не включаются. В комплексе вся система потребляет в 35-40 раз меньше электроэнергии, чем привычная.

Производителем новшества стал ЧУП «СиЛайт». Непосредственно батареи изготовлены в России, инвертор импортный, все остальное — белорусское. Эксперты уверены, что окупаемость установки при цене на 2009 год порядка 300 тысяч рублей должна составить не более пяти лет. А срок службы солнечных батарей — 20 лет. Потеря мощности в 10-15% происходит только через 15 лет эксплуатации.

Итало-белорусская компания Spazio-2009 в прошлом году выразила намерение принять участие в создании ветропарка в Гродненской области. Ветропарк общей мощностью 10 МВт предполагается создать в Сморгонском районе. Мощность одной итальянской ветроустановки может варьироваться от 1,5 до 7 МВт. Параллельно с реализацией проекта в Беларуси обсуждаются вопросы организации производства отечественных комплектующих для ветроустановок. Кроме того, ветропарк из 7-8 установок планируется создать в Новогрудском районе. Это позволит вырабатывать до 30 млн кВт/ч электроэнергии. Беларусь уже подписала договор на поставку ветроэнергетической установки с Китаем. Ее мощность составит примерно 1,5 МВт, среднегодовая выработка электроэнергии — 3,8 млн кВт/ч.

С 1 января 2010 года в Беларуси начал действовать новый государственный стандарт СТБ 1770-2009 «Энергосбережение. Основные термины и определения». Документ устанавливает применение единых терминов в области энергосбережения и их однозначное толкование. С 2010 года в ряд действующих стандартов республики были введены изменения, в соответствии с которыми КПД энергооборудования делится сообразно классам энергетической эффективности.

Применение новых требований должно переориентировать промышленность на выпуск и использование новой энергоэффективной продукции, а также проведение модернизации, совершенствование имеющихся конструкций или замену находящегося в эксплуатации промышленного оборудования и светильников на новые, соответствующие нормативам.

В Беларуси за последние годы в рамках реализации Программы развития системы технормирования, стандартизации и подтверждения соответствия в области энергосбережения разработано 129 технических нормативно-правовых актов. Все в целом они обеспечивают комплексный подход в определении требований к топливно-энергетическим ресурсам, энергопотребляющей продукции, теплоизоляции зданий и сооружений, применяемым материалам, средствам учета и контроля, использованию отходов производства, вторичных и возобновляемых источников энергии. Более 80 из этих документов уже приведены в соответствие с международными и европейскими требованиями.

Украина

Австрийская компания Activ Solar GmbH в начале 2009 года объявила о своем намерении реализовать пилотный проект по строительству первой солнечной электростанции в Крыму на территории Симферопольского района вблизи села Родниковое. В середине июля текущего года Activ Solar GmbH завершила строительство и начала процесс ввода в эксплуатацию солнечной электростанции «Омао Солар» мощностью 20 МВт. Ее энергии должно хватать, чтобы удовлетворять потребности около 5 тысяч домашних хозяйств и ежегодно сократить до 20 тысяч тонн выбросов углекислого газа в атмосферу.

Но компания не думает останавливаться на одном объекте, планируя реализовать на территории Крыма ряд инвестиционных проектов по строительству и эксплуатации солнечных электростанций общей мощностью 1 ГВт.

Проект получил название «Охотниково» и призван стать одной из крупнейших солнечных электростанций в мире.

Армения

Итальянская компания Gierre в прошлом году завершила строительство второй в стране ветроэлектростанции мощностью 90 МВт, которая расположена в Ширакской области. Первая ветроустановка функционирует на территории Пушкинского перевала (Лорийская область), ее мощность 2,5 МВт. В середине сентября текущего года Правительство Армении утвердило Программу стратегического развития сферы гидроэнергетики.

Программа направлена на регулирование процесса строительства ГЭС для разумного использования собственных ресурсов возобновляемой энергетики, на исследование технического состояния действующих станций с целью повышения их эффективности, а также на стимулирование использования гидроэнергетических ресурсов в контексте энергетической безопасности страны.

По результатам программы ожидается создание дополнительных энергомощностей в 450 МВт, расширение возможностей для использования собственных ресурсов возобновляемой энергетики, снижение энергетической зависимости Армении от импортируемого углеводородного топлива. Кроме того, реализация мер должна повлечь за собой сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу. Армения планирует построить три новые крупные ГЭС, реализовать исследованный и экономически эффективный потенциал малых ГЭС, а также восстановить и модернизировать Воротанский каскад ГЭС и ДзораГЭС.

ЕВРОПЕЙСКИЕ СТРАНЫ

Польша

Как известно, Польша ввиду своего географического положения обладает высоким ветровым потенциалом.

Кроме того, постоянно растущие потребности в электроэнергии при ограниченных финансовых возможностях делают сооружение ветроэлектростанций максимально эффективным и предпочтительным.

До 2008 года в Польше работали две ветроэлектростанции, в состав которых входит 31 ветротурбина. Находятся они в Кизелице и в Мальборке, их мощностей (40,5 МВт и 18 МВт соответственно) достаточно для обеспечения электроэнергией 60 тысяч частных домов. Ветроэлектростанции спроектированы компанией RWE.

В 2008 году на территории страны была введена в эксплуатацию третья ветроэлектростанция. Построена она испанской компанией Iberdrola Renovables. Новая станция — Карсиновская ВЭС мощностью 69 МВт — расположена на севере страны, в ее состав входят 46 ветряных турбин единичной мощностью 1,5 МВт. Поставщик турбин немецкая компания Fuhrlaender. Отметим, что Iberdrola Renovables уже приступила к строительству в Польше еще двух ветровых электростанций: Карсиновская II мощностью 13,5 МВт и Галиция мощность 12 МВт.

Румыния

В первом полугодии 2011 ветроэлектростанции Румынии произвели вдвое больше электроэнергии, чем за весь 2010 год, принеся своим владельцам 31 млн евро. В мае текущего года в Корудже итальянская компания Enel Green Power начала строительство новой ветряной электростанции с установленной мощностью 70 МВт, состоящей из 35 ветряных турбин V-90 (по 2 МВт каждая). Местоположение ветроэлектростанции — область Тулча. Предполагается, что после выхода на полную мощность электростанция будет вырабатывать 189 млн кВт/ч в год. Это обеспечит энергией 70 тысяч семей и позволит избежать выброса в атмосферу 106 тысяч тонн углекислого газа в год.

Напомним, что в стране уже создано две ветряные станции, принадлежащие компании Enel Green Power: Salbatica I и Agighiol, с установленной мощностью 64 МВт.

Кроме того, итальянская компания успешно продолжает строительство ветряной электростанции Salbatica II установленной мощностью 70 МВт и наращивает мощность станции Salbatica I на 40 МВт. С вводом в эксплуатацию этих объектов общая установленная мощность ветряных электростанций в Румынии увеличится почти в четыре раза.

Болгария

В 2010 году в городе Шабла был введен в эксплуатацию ветропарк мощностью 21 МВт, состоящий из семи турбин единичной мощностью 3 МВт. Эксплуатацией ветропарка занимается итальянская компания Enel Green Power.

Швейцарская же компания Stream Invest Holding AG совместно с болгарской проектной компанией Energy Asset Management Holding EOOD в конце того же 2010 года открыла в стране новый ветропарк — на этот раз недалеко от города Добрич. Установка включает в себя шесть ветротурбин Suzlon S88 общей мощностью 12,6 МВт.

Правительство страны в рамках стратегии «Болгария 2020» запланировало увеличить долю энергии, получаемой из ВИЭ, до 16%. В целом на сегодняшний день в Болгарии работает около 30 ветропарков, потенциальная мощность энергии ветра достигает 2200-3400 МВт. Но помимо ветра в Болгарии решили использовать и энергию солнца.

В начале текущего года компания Toshiba Corp., Tokyo Electric Power совместно с японским правительством объявила о намерении построить в Болгарии солнечную электростанцию стоимостью 1,2 млрд долларов. Первоначально электростанция будет генерировать около 50 МВт, но в течение пяти лет предполагается увеличить мощность до 250 МВт.

Германия

Германия заявила, что готова стать самой большой испытательной площадкой для ВИЭ.

В настоящее время одним из популярных альтернативных источников энергии является ветер. Эксперимент по внедрению ветростанций, биогаза и солнечных батарей несколько лет успешно проводится на территории поселка Фельдхайм, население которого составляет 150 человек. Получаемой альтернативной энергии хватает не только на нужды населения — ее излишки реализуются в общественные электросети соседних земель.

Экономисты Германии подсчитали, что стоимость одного кВт энергии, получаемой обычным путем, например, в Берлине, стоила бы на четверть больше, чем один кВт альтернативной.

В 2009 году на Фризских островах в Северном море был открыт морской ветропарк, который стал первым комплексом оффшорных ВЭС, с генераторами расположенными в море. Ветрогенераторы уходят под воду более чем на 30 метров. Данный проект принадлежит концернам EWE, E.ON и Vattenfall.

В 2010 году те же концерны открыли оффшорный ветропарк Alpha Ventus близ острова Боркум. Общая мощностью парка — 60 МВт.

В текущем году, недалеко от острова Гельголанд, был открыт новый ветропарк — на этот раз уже из 80 турбин мощностью 3-5 МВт каждая. По подсчетам специалистов, новый объект сможет обеспечить возобновляемой электроэнергией 360 тысяч домашних хозяйств.

Всего, по данным федерального агентства по судоходству и гидрографии, в Германии разрешено строительство 25 оффшорных ветропарков с общим количеством генераторов — 1650 штук.

В конце августа 2011 года в Германии был введен в эксплуатацию первый промышленный ветропарк «Балтика-1». Проект реализован в рамках программы по переводу германской энергетики на альтернативные источники энергии. В состав его входит 21 генератор SWT-2,3-93 производства Siemens мощностью 2,3 МВт каждый. Общая мощность станции — 48,3 МВт, а годовая производительность — 185 ГВт/ч. Этого вполне достаточно для обеспечения энергией 50 тысяч домов.

Владелец объекта — энергетический концерн EnBW. Компания планирует строительство еще одного ветропарка — «Балтика-2». В его состав планируется ввести около 80 турбин SWT-3,6-120 мощностью по 3,6 МВт. Запущен в эксплуатацию парк будет в конце 2013 года.

Великобритания

В 2010 году в Соединенном Королевстве начала работу самая большая в мире морская ВЭС — Thanet мощностью 300 МВт и производительностью 1 ТВт/ч в год.

Станция расположена в 12 км от побережья графства Кент, построена компанией Vattenfall. В составе парка работает 100 турбин V90 производства компании Vestas. Ветропарк способен обеспечить энергией как минимум 240 тысяч домов.

В планах Vattenfall — строительство прибрежной ВЭС мощностью 7,2 ГВт в Северном море на восточном побережье Англии совместно с компанией ScottishPower Renewables.

Также в прошлом году были проведены тендеры на сооружение оффшорных ветропарков на побережье Великобритании, и выиграли их энергетические концерны RWE, E.ON и электротехнический концерн Siemens.

В настоящее время RWE Innogy возводит крупнейший ветропарк мощностью 9 ГВт на отмели Доггербанк в Северном море. E.ON получил право на строительство ВЭС в проливе Ла-Манш недалеко от города Гастингс. Siemens в составе консорциума Smart Wind займется строительством ветропарка Hornsea мощностью 4 ГВт в Северном море у восточного побережья страны.

Общая мощность установок, как предполагается, составит до 32 ГВт. Это четверть всей потребности Великобритании в электроэнергии. Сроки реализации проектов — 2013-2020 гг. Финансовую поддержку в создании станций оказывает британское правительство.

К тому же в стране планируется реализация проекта Britannia — крупного оффшорного ветропарка, в котором каждая турбина будет иметь мощность от 10 МВт. Проект стартовал в 2010 году, его завершение планируется в 2012 году.

Франция

Ветроустановки на юге Франции были введены в строй в 2008 году. Станция насчитывает 29 генераторов, мощность каждого из которых составляет 3 МВт, общая мощность — 87 МВт. Производитель — компания EDF Energies Nouvelles (EDF EN).

В июле 2011 года итальянская компания Enel Green Power ввела в эксплуатацию ВЭС мощностью 36 МВт во французской коммуне Кулонж. Состоит ветропарк из 18 турбин, мощность каждой из которых 2 МВт. Станция будет вырабатывать 90 млн кВт/ч в год, и этого будет достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией 27 тысяч семей и избежать выброса в атмосферу 70 тысяч тонн углекислого газа ежегодно.

С вводом в эксплуатацию данного объекта общая установленная мощность ветряных электростанций компании Enel Green Power во Франции достигнет 138 МВт.

Италия

Во Флоренции в 2009 году была презентована первая гелиоэлектростанция нового поколения, разработанная и построенная Enel Green Power в партнерстве с университетом Пизы.

Мини-электростанция Il Diamante (что переводится как «бриллиант») — сверхсовременная энергосистема. Днем энергия солнца улавливается фотоэлектрическими панелями и преобразуется в постоянный ток низкого напряжения (48 вольт) для подачи конечному потребителю. Избыточная энергия направляется в электролитическую ванну, в которой происходит разделение воды на кислород и водород. Водород затем закачивается в специальную емкость.

Аккумулированная в течение дня энергия используется ночью, причем подается потребителю без перебоев. Мощность электростанции, состоящей из 38 фотоэлектрических панелей, составляет 11 кВт.

Но Enel не остановилась на достигнутом. В том же 2009 году она открыла первую в мире водородную электростанцию в Порто-Маргера.

Предприятие мощностью 12 МВт работает на водороде, поставляемом местным нефтехимическим заво- дом Polimeri Europa. Водородная электростанция была построена в рамках проекта Hydrogen Park, который предусматривает проведение исследований в сфере водородной энергетики и инвестиции в экологически чистые источники энергии в размере 7,4 млрд евро до 2012 года.

Самая большая ветростанция в Италии, разработанная энергетической группой Falck Renewables, пущена в эксплуатацию в июне текущего года. Агрегаты ВЭС Buddosт и Alа dei Sardi на Сардинии обладают мощностью138 МВт. Предполагается, что к концу года, после выхода на полную мощность, ветростанция будет производить 330 млн кВт/ч электроэнергии ежегодно. К концу 2014 года владельцы установки рассчитывают выйти на уровень в 1,1 ГВт.

Итальянская компания Iosa Ghini Associati спроектировала монорельсовую дорогу Energy Belt, которая работает на солнечных батареях. Проект разработан для быстрого перемещения людей от главного железнодорожного вокзала в Болонье до аэропорта только с одной промежуточной остановкой в Лаззаретто. Но в настоящее время проект остается все еще проектом.

СТРАНЫ ДАЛЬНЕГО ЗАРУБЕЖЬЯ

Япония

Безусловно, одним из лидеров в производстве альтернативных видов энергии на нашей планете является Япония. Визитная карточка Страны Восходящего Солнца — фотогальваническая энергетика.

По количеству установленных систем Япония занимает лидирующие позиции — около 38,4%, это третье место в мире после Германии и Испании. Ресурсный потенциал их оценивается в 8,5 млрд Кл в нефтяном эквиваленте. Потенциал солнечной энергии оценивается в 32,42 млн Кл, причем Япония находится в зоне распределения солнечных лучей на втором уровне.

Текущей сверхзадачей для Японии является увеличение совокупной мощности фотоэлектрических установок с 2,6 ГВт (по состоянию на 2009 год) до 53 ГВт к концу двух ближайших десятилетий. К 2050 году 10% энергетических потребностей страны должны обеспечиваться благодаря Солнцу.

Установленные мощности ветростанций Японии из года в год увеличиваются, но пока несколько отстают от США и Европы. Одна седьмая часть территории японских островов находится в зоне ветра со скоростью более 6 м/с — минимальной скоростью, необходимой для производства энергии. Если застроить все территории с необходимыми условиями турбинами, то установленные мощности будут составлять 25 млн кВт, что составит 20% от потребляемой энергии. Но как источник электричества ветер занимает всего 0,2% среди возобновляемых ресурсов.

Но все же традиционной для Японии остается гидроэнергетика. По установленным мощностям гидроэнергетики Япония занимает передовые позиции после США, Канады и Норвегии. На сегодняшний день в Японии разработано порядка 65% гидроэнергетических ресурсов. Оставшиеся 35% могут обеспечить около 12000 МВт. Средняя энергия волны составляет 6-7 кВт/ч, а потенциал всех вод вокруг Японии оценивается в 31-36 ГВт. Наилучшие места для получения волновой энергии — это узкие проливы между островами. В 2008 году недалеко от Токио был создан экологический и энергетически независимый коттеджный городок. Все дома в поселке обеспечиваются электричеством только за счет солнечной энергии. Ее хватает на отопление дома, приготовление пищи и нагрев воды.

При этом владельцы коттеджей имеют возможность продать избыток электроэнергии местной энергетической компании.

США

В 2009 году компания E.ON ввела в эксплуатацию крупнейшую ветроэлектростанцию в городе Роско, штат Техас. Станция состоит из 627 турбин производства Mitsubishi, General Electric и Siemens. Ее мощность составляет 780 МВт.

Также два года назад в США недалеко от Ланкастера была введена в эксплуатацию солнечная электростанция башенного типа Сьерра SunTower. Владельцем установки стала компания ESolar.

Электростанция состоит из двух башен с 24 тысячами зеркал и имеет мощность около 5 МВт.

Кроме того, в 2011 году стартовал новый проект компании: солнечные башни в регионе Антилопа долине Южной Калифорнии суммарной мощностью более 465 МВт.

В 2010 году eSolar подписала договор о сотрудничестве с немецкой компанией Ferrostaal AG. Предполагается, что совместно будут построены солнечные с атанции в таких странах, как Испания, Объединенные Арабские Эмираты и ЮАР.

Австралия

Самым высоким и солнечным материком является Австралия. Подсчитано, что в погожий солнечный день на каждый квадратный метр поверхности земли, ориентированной перпендикулярно к солнечным лучам, попадает до 1 кВт энергии. Следовательно, именно здесь должны функционировать крупнейшие солнечные станции.

В городе Брисбен два года назад открылся мост на солнечных батареях со светодиодами. Он стал самым большим в мире пешеходным мостом с солнечными панелями. В зависимости от выбранного режима освещения солнечные панели обеспечивают 75-100% потребностей сооружения в электроэнергии, их ежедневная производительность составляет 100 кВт. Проект моста принадлежит дизайнерами из австралийской Cox Architects и британской Arup. Стоимость проекта оценивается в 57 млн долларов.

Два года назад, летом в Австралии был одобрен законопроект, согласно которому к 2020 году страна будет получать 20% всей электроэнергии исключительно посредством ВИЭ. В настоящее время солнце, ветер и вода приносят Австралии около 10% всей электроэнергии.

По мнению сенатора Б. Брауна, такая цель привлечет около 26 млрд долларов инвестиций в сферу экологически чистой энергетики и позволит создать 26 тысяч рабочих мест.

Марина МЯГКИХ