Ветряные мельницы

Возобновляемые источники энергии — солнечные, ветряные станции — принято считать более экологичными, чем традиционная генерация на угле, газе или других углеводородах. Почему выбор типа генерации в том или ином российском регионе вызван экономическими причинами, а не заботой об окружающей среде — в материале «Ленты.ру».

По данным Системного оператора Единой энергетической системы (ЕЭС) России, почти 63 процента объема всей выработанной в стране электроэнергии в минувшем году было произведено на тепловых станциях — ТЭЦ и ГРЭС. Доля солнечных станций (СЭС) — всего 0,12 процента, ветровых (ВЭС) — 0,02 процента. На 1 января 2020 года общая установленная мощность электростанций ЕЭС России составила 246 342 мегаватта доля СЭС в ней, согласно данным Системного оператора, — 0,55 процента, а доля ВЭС — 0,07 процента.

Согласно программе развития энергетики Российской Федерации, к 2019 году доля установленной мощности генерирующих объектов, работающих на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), должна была составить 0,39 процента в совокупном объеме генерирующих мощностей ЕЭС страны. Этот показатель перевыполнен минимум в 1,5 раза. Уже в следующем 2021 году установленная мощность объектов солнечной и ветроэнергетики должна достигнуть 1,5 процента, а к 2024 году — 4,5 процента. Впрочем, по сравнению с Данией или Германией темпы не впечатляющие, но в России возобновляемые источники электроэнергии начали системно развиваться не так давно, и они должны себя еще проявить, в том числе и в плане экологического эффекта, заместив традиционную углеводородную генерацию.

Гибридные решения

Красноярский край известен как один из регионов, имеющий серьезные экологические проблемы. Причины понятны: это крупный промышленный центр, где сосредоточены многие стратегические предприятия, в первую очередь цветной металлургии. Для обеспечения их работы требуется большое количество электроэнергии, для производства которой задействованы и ГЭС, и угольные ТЭЦ. Плюс «человеческий фактор», связанный с «пожилым» автопарком. Кроме того, даже в центре Красноярска до сих пор сохранился большой частный сектор, предпочитающий отапливаться не электричеством, а более доступным и дешевым углем.

Между тем Красноярский край является одним из пилотных регионов, где реализуется программа «Чистый воздух». Цель — снижение к 2024 году совокупного объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в Красноярске и Норильске на 22 и 75 процентов соответственно. Производства, в том числе и объекты энергетики, идут к этой цели по достаточно традиционному пути: внедряют более эффективные технологии, повышают качество очистки выбросов и так далее. Региональное правительство периодически вспоминает о перспективах газификации. Есть и планы на создание объектов ВИЭ, но пока они не касаются городов со сложной экологической обстановкой.

По мнению доктора технических наук, профессора, ректора НИУ «МЭИ» Николая Рогалева, приоритетом в России, учитывая сложный климат, должна быть надежность электроснабжения. Ученый видит перспективы внедрения ВИЭ в отдаленных районах — по сугубо экономическим причинам. В принципе, именно по такому пути пока развивается возобновляемая энергетика в Сибири и Забайкалье.

Уже сейчас в нескольких регионах реализуются проекты солнечных электростанций и гибридных генерирующих мощностей (с использованием дизельного топлива): СЭС уже работают в Республике Алтай, Забайкальском крае. Компания «Хевел», которая и внедряет такие проекты в партнерстве с «Россетями», в качестве основного аргумента «за» приводит вовсе не экологию, а экономику: построить локальную СЭС в отдаленном и труднодоступном населенном пункте выгоднее, чем тянуть туда ЛЭП или получать электричество и тепло от дизельной или мазутной котельной. Например, совокупная солнечная мощность двух панелей станции в селе Менза Забайкальского края (это пилотный проект гибридных станций) — 120 киловатт, к ним прилагаются два дизеля по 200 киловатт и накопитель энергии на 300 киловатт-часов. По данным компании, с момента запуска объекта в эксплуатацию правительство региона сэкономило на закупке и доставке дизтоплива в поселок около 30 миллионов рублей. Гибридная установка потребляет углеводородное топливо, когда недостаточно солнца, это три-четыре месяца в году.

«Красноярский край — энергоизбыточный регион, около 20 процентов выработанной электроэнергии передается в другие регионы, — поясняют в краевом министерстве промышленности и энергетики. — Мы сейчас делаем только первые шаги в развитии солнечной энергетики, потому что есть еще изолированные от электросетей районы. В 11 муниципальных образованиях выработка электроэнергии происходит еще на дизельных электростанциях». И это не только северные территории: в самом южном районе — Ермаковском — есть малонаселенный поселок Арадан. Там зарезервированы мощности под проект строительства железной дороги Кызыл — Курагино, в котором Арадан числится узловой станцией. При реализации этого проекта поселок будет подключен к единой энергосистеме, а пока там работает дизель-генератор.

Самое большое в крае количество дизельных электрических станций в Туруханском, Енисейском, Мотыгинском, Кежемском районах, на Таймыре, в Эвенкии. Там, где выработка идет на дизеле, целесообразнее рассматривать вопросы по внедрению современных технологий, автоматических гибридных установок. Когда к дизель-генератору устанавливаются еще и солнечные батареи как накопители электричества, это позволяет закрыть пики по нагрузкам.

Первый подобный проект в Красноярском крае реализуется в Туре (Эвенкия) компанией «Хевел» в рамках энергосервисного контракта с муниципальным предприятием Эвенкийского муниципального района «Илимпийские электросети». Она построит гибридную станцию мощностью станции 2,5 мегаватта — это самый крупный объект такого типа на данный момент. Инвестиции составят 300 миллионов рублей, вернуть средства предполагается за десять лет за счет экономии дизтоплива. Экологический эффект тоже, конечно, есть, но это не главный аргумент. Важнее обеспечить надежность энергоснабжения, не понимая тариф.

Оборудование в Туру намерены завезти в этом году, а в 2021-м получить первые «солнечные» киловатты. «Проект непростой, — говорят в региональном минэнерго. — К примеру, пики электрических нагрузок на Севере происходят в зимний период, когда там ночь и солнечной энергии очень мало. Между тем накопители электроэнергии будут сглаживать пиковые нагрузки и позволят дизель-генераторным установкам работать в оптимальном режиме».

Эффективность под вопросом

Причин, почему ВИЭ не так популярны, несколько. Во-первых, неравномерность подачи ресурса: солнце и ветер — нестабильный источник энергии. Следовательно, необходимы промышленные накопители или резервирование за счет традиционной генерации. В-вторых, доступность ресурса. Современные ветрогенераторы работают при силе ветра от 3 до 25 метров в секунду. Такие ветры есть, например, на арктическом побережье Красноярского края, но в столице региона ВЭС будут бесполезны.

Для строительства солнечных станций есть иные препятствия. Одно из них — специфическое расположение города в котловине и незамерзающий Енисей. В результате зимой испарение с поверхности реки, впитывая в себя мельчайшие пылинки, остается «висеть» над городом, как бы запечатывая его крышкой. Кроме того солнечным станциям требуются большие площади. Например, Абаканская СЭС установленной мощностью 5,2 мегаватта занимает 18 гектаров. Установленная электрическая мощность трех красноярских ТЭЦ — 1154 мегаватта. Чтобы заместить эти станции, требуется огромный солнечный парк.

Немаловажным является и земельный вопрос. Один из ведущих мировых экспертов в энергетике, канадский ученый Вацлав Смил в книге «Энергетика: мифы и реальность. Научный подход к анализу мировой энергетической политики» подсчитал, например, что для обеспечения 50 процентов потребности в электроэнергии (на момент написания книги в 2012 году) понадобится более 2 миллионов квадратных километров только на размещение ветропарка — это больше, чем четыре Франции или примерно равно территории Красноярского края. И едва ли не больше площади займут подъездные дороги и линии электропередачи, так как самые сильные ветры дуют там, где нет крупных потребителей энергии (больших городов, промышленных предприятий и так далее). Стопроцентный же переход развитых стран на ВИЭ потребует увеличения площади под такие объекты генерации с 0,5 процентов территории государства до 25 процентов, а в ряде случаев и до 50 процентов.

Другой показатель, по которому оценивается эффективность работы объектов возобновляемой энергетики — коэффициент использования установленной мощности (КИУМ). Постановлением правительства РФ для солнечной энергетики порог эффективности определен в 14 процентов. То есть, если СЭС в среднем в месяц работает на 14 процентов своей мощности, — это плановый показатель. Для ГЭС КИУМ — 38 процентов, для ветряной станции — 27 процентов.

По данным Минэнерго, КИУМ сибирских СЭС в 2019 году составил 12,18 процентов, Урала – 13,17 процентов. Наиболее эффективны солнечные станции на юге и в Поволжье: их показатели колеблются между 14 и 15 процентами. Что касается ветряных станций, то порог эффективности перешагнули только ВЭС Средней Волги: 27,77 процентов, приблизились к нему станции Северо-Запада: 23,33 процентв. Ветропарки в других регионах России не дотягивают и до половины норматива.

Финансовая нагрузка

Существуют претензии и к программе поддержки ВИЭ, которую реализует Минэнерго. К примеру, проекты ВИЭ, которые получат господдержку, отбираются на конкурсе. При этом учитываются не только экономические показатели самого объекта генерации, но и уровень локализации производства компонентов. Проектам, прошедшим отбор, гарантируется окупаемость инвестиций в течение 15 лет с базовой доходностью 12 процентов годовых с корректировкой на доходность облигаций федерального займа (ОФЗ).

В феврале 2020 года программа была продлена еще на 10 лет, и уже в ноябре Минэнерго начнет новую серию конкурсного отбора проектов ВИЭ со сроками ввода в эксплуатацию до 2035 года. Но не все участники рынка готовы продолжать идти по этому пути. В июне стало известно, что крупнейшая российская частная энергоснабжающая компания «Т Плюс» не будет участвовать в отборах. По результатам предыдущих конкурсов компания обязалась построить в Оренбургской области несколько солнечных станций общей мощностью в 175 мегаватт до 2022 года. Три объекта, установленная мощность которых в совокупности составляет 145 мегаватт, уже эксплуатируются. И развивать это направление дальше компания не планирует. По словам генерального директора Т Плюс» Андрея Вагнера, «там (в программе ДПМ ВИЭ) непонятны объемы, параметры. Мы выполним те обязательства, которые имеем сегодня, и, видимо, на этом программа ВИЭ для нас закончится».

Условия программы – в части финансирования объектов ВИЭ — корректируются довольно часто. Например, последние правки предполагают, что две трети средств получат проекты в области ветроэнергетики. При этом средства, выделяемые на поддержку, берутся из платежей участников оптового рынка электроэнергии и мощности. Проще говоря, развитие зеленой энергетики сейчас компенсируется за счет более высоких цен на электроэнергию для юридических лиц, в первую очередь — крупных промышленных потребителей.

По данным Ассоциации «НП Совет рынка», финансовая нагрузка на потребителей к 2035 году составит порядка 2,4 триллиона рублей — эта оценка не включает данные конкурентных отборов 2019 года. На старте программы необходимость перекрестного финансирования обосновывалась тем, что российские производители оборудования и комплектующих для объектов ВИЭ за это время освоят технологии, нарастят материальную базу и смогут выйти на открытый рынок технологий и составить конкуренцию иностранным производителям. К 2024 году локализация производства оборудования и комплектующих для ВЭС и малых ГЭС должна составить 65 процентов, для СЭС — 70 процентов, а стоимость компонентов иностранного производства не должна быть более 20 процентов. По мировым меркам, это довольно высокие показатели, но Минпромторг, например, настаивает на еще большем их ужесточении.

Даже в самых оптимистичных оценках программы проскальзывает неуверенность в достижении целевых показателей. «Программа утверждена в минимальных объемах от изначально обсуждаемых уровней, сокращение параметров недопустимо для будущего отрасли», — говорит директор Ассоциации развития возобновляемой энергетики, партнер VYGON Consulting Алексей Жихарев. То есть, несмотря на все успехи, прорыв еще не наступил и может не случиться вовсе. Хотя потребители уже заплатили за него немалые деньги и должны будут заплатить еще. По оценке Минэнерго, нагрузка на оптовый рынок в 2025-2035 годах составит еще 400 миллиардов рублей. Выдержит ли это «посткоронавирусная» экономика?

В борьбе за экологию

В конце 2019 года вступили в силу поправки в закон об энергетике, касающиеся микрогенерации. Они позволяет домохозяйствам устанавливать собственные ветряки или солнечные панели и использовать производимую ими энергию для собственных нужд, а излишки продавать в сеть (в ограниченном количестве). Правда, пока реализация этих положений закона на практике затрудняется отсутствием достаточной нормативной базы и оборудования (например, нужен особый прибор учета, который может считать «в обе стороны» — и электроэнергию, потребленную из системы, и электроэнергию, поставленную в сеть). Законодатели ожидают, что микрогенерация будет востребована у владельцев частных домов, но оценить спрос можно будет не раньше 2021 года — к этому времени должны быть разработаны необходимые подзаконные акты и регламенты.

Экологическое давление заставляет Красноярский край, как и остальной мир, искать новые решения. Но их применение по-прежнему определяется не остротой проблемы и не техническими возможностями, а экономическими расчетами: кто и сколько может заплатить. Причем не один раз, не за входной билет, а постоянно. Но дело далеко не в богатстве того или иного региона. То, что может позволить себе в плане зеленой энергетики Германия (первая экономика Европы, четвертая экономика мира), пока — недостижимая роскошь для соседней Чехии. Несмотря на это с экологией все неплохо и там, и там. И самый грязный город Европы — не Люксембург (мировой лидер по производству высококачественной стали и чугуна), а македонский Скопье, где объемы промышленного производства значительно меньше. Хотя ВВП Северной Македонии в 21 раз ниже ВПП Люксембурга. Вероятно, дело не в объеме зеленой энергии. Причинно-следственная связь здесь иная: чем богаче и устойчивее экономика, тем благоприятнее среда. Но не наоборот.