Ветровая энергия – альтернатива или ветер в головах?
Заявление президента РФ Владимира Путина о том, что ветряные электростанции – это не такое уж и благо, поскольку из-за них гибнут птицы, а червяки вылезают из-под земли (сделанное на саммите по производству и индустриализации GMIS-2019 в Екатеринбурге), вызвало шок у многих специалистов. Прозвучали предположения, что Путину подсунули этот тезис лоббисты традиционной энергетики. Директор Института энергоэффективных технологий в строительстве Владимир Сидорович в ряде статей выступил с обоснованием перспектив «зелёной энергетики», а в одной из статей прямо назвал имя человека, который мог «нашептать» Владимиру Владимировичу.
Спор о чистоте: почему «зеленой» энергетике в России нужна господдержка
Опыт показывает, что возобновляемая энергетика, хотя и нуждается в господдержке на первых этапах, со временем за счет эффекта масштаба становится конкурентоспособной. По такому пути ее развитие может пойти и в России
При обсуждении планов инвестировать в обновление российской энергетики 1,5 трлн руб. тема возобновляемых источников энергии (ВИЭ) звучит не так громко. Правда, есть президентское поручение правительству — до 1 марта 2018 года представить доклад о развитии ВИЭ. (Цитируемая статья опубликована в РБК 18.02.2018 г. – прим. ВиД). Пока российские планы в этой сфере являются самыми скромными среди всех сколько-нибудь значимых экономик мира. Предполагается, что к концу 2024 года в России должны действовать солнечные и ветровые электростанции установленной мощностью 1,76 и 3,35 ГВт соответственно — это менее 2,5% мощностей всей энергосистемы. При этом тендеры на все намеченные проекты уже состоялись, и что делать после 2024 года, совершенно непонятно. Для сравнения, по итогам 2016 года 18 стран располагали установленной мощностью ветровых электростанций, превышающей российский целевой показатель на 2024 год. К этому моменту страна, обладающая четвертой электроэнергетикой мира по объемам выработки, будет находиться, по моим расчетам, в четвертом десятке государств по установленной мощности ветровой и солнечной энергетики.
Почему это неправильно и с помощью каких инструментов поддержки можно было бы обеспечить достижение более масштабных целей?
Доступная альтернатива
Если окунуться в международный контекст, мы обнаружим, что возобновляемая энергетика стала ключевым сектором мирового энергетического рынка. В 2017 году один только солнечный сегмент привлек $161 млрд инвестиций, что, по предварительным оценкам, больше, чем в атомную, угольную, газовую и дизельную генерации вместе взятые.
В Европейском союзе почти 100% чистого прироста генерирующих мощностей несколько лет подряд приходится на ВИЭ. В 2017 году в Китае было введено в эксплуатацию 53 ГВт солнечных электростанций — значительно больше, чем ТЭС, в Индии 65% новых мощностей — солнечные и ветровые электростанции, в США, даже в условиях газового изобилия, около 90% чистого прироста мощностей в электроэнергетике обеспечили солнце и ветер.
Структура мировой электроэнергетики трансформируется, и это происходит быстрее, чем предсказывали ведущие эксперты. Всего десять лет назад Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозировало, что годовой прирост фотоэлектрической солнечной энергетики к 2017 году составит примерно 5 ГВт. Фактически он оказался в 20 раз больше. На наших глазах происходит переход к кардинально другим масштабам производства в секторе ВИЭ. При этом следует учитывать наблюдаемую статистическую закономерность: каждое удвоение объема производства солнечных модулей до сих пор приводило к снижению их стоимости на 22–27%.
Уже сегодня ВИЭ во многих странах вполне конкурентоспособны и не нуждаются в субсидиях со стороны государства. В благоприятных климатических условиях и на эффективных рынках (Саудовская Аравия, Мексика, Чили) установился уровень (несубсидированных, подчеркну) цен на солнечное и ветровое электричество примерно 2,5 цента (1,4 руб.) за 1 кВт·ч. В некоторых штатах США уже оказывается дешевле построить новую ветровую или солнечную электростанцию с накопителем энергии, чем эксплуатировать амортизированную угольную.
Экономическая эффективность ВИЭ способствует их глобальному распространению, а эффект масштаба в сочетании с непрерывным потоком инноваций толкает удельные капитальные затраты и стоимость единицы энергии вниз.
В недавно опубликованном докладе Союза немецкой промышленности (BDI), посвященном климатической и энергетической политике, дается прогноз на весьма отдаленную перспективу — 2050 год. Предполагается, что доля ВИЭ в производстве электроэнергии в Германии к тому времени будет составлять в зависимости от сценариев от 76 до 100%. Энергосистему-2050 будут отличать большие объемы генерации на основе солнца и ветра, дополняемые накопителями энергии разных типов, электролизом и хранением водорода, а также маневренными газовыми мощностями, работающими, в том числе, на синтетических газах. Именно в данном направлении идет эволюция технологий, и, исходя из нынешнего объема научно-технических знаний, такая картина будущего представляется наиболее вероятной.
Вопрос масштаба
В России скептики традиционно указывают на доступность энергоресурсов (относительно дешевые газ и электричество) и суровый климат как на факторы, препятствующие быстрому развитию сектора ВИЭ. Однако мы видим, что страны, сильные в промышленном и научно-технологическом отношении, развивают ВИЭ вне зависимости от наличия сырьевых богатств. Например, в Норвегии с населением 5 млн человек (где и так почти всю электроэнергию производят не угольные и газовые станции, а ГЭС) ассоциация WindEurope прогнозирует 11 ГВт установленной мощности ветровых электростанций к 2030 году. Канада (37 млн человек), являющаяся крупным экспортером нефти и газа, уже сегодня обладает суммарной установленной мощностью солнечных и ветровых электростанций, превышающей 15 ГВт.
Естественно, при микроскопических масштабах выпуска и высоких процентных ставках стоимость единицы энергии, которую могут обеспечить российские генераторы на основе ВИЭ, далека от вышеназванных образцов. Однако альтернативная энергетика может рассматриваться в качестве движителя экономического роста (поддержка науки, новые технологии и производства, качественная занятость). Загрузка заводов Росатома производством ветрогенераторов, реанимация Подольского химико-металлургического завода компанией «Солар Cистемс», солнечные модули «Хевел», созданные на основе российских научных разработок, — подтверждения этого тезиса.
Поэтому, на мой взгляд, задачей участников рынка и регуляторов является разработка и применение механизмов, которые обеспечат, во-первых, дальнейшее развитие стратегически важной отрасли, а во-вторых, поэтапное снижение стоимости производимой энергии.
Экономика ВИЭ довольно проста: приведенная стоимость (себестоимость) единицы энергии (LCOE) в заданных природных условиях зависит главным образом от величины капитальных затрат и размера процентной ставки по кредитам. Поэтому оптимальным вариантом для стимулирования инвестиций в ВИЭ были бы соглашения в рамках государственно-частного партнерства, в которых инвестор обозначает срок снижения себестоимости в обмен на выполнение государством ряда условий: обеспечение спроса, низкая стоимость капитала, удобные для бизнеса условия технического регулирования.
Понятно, что для реализации такого механизма нужно обеспечить эффект масштаба. Например, если мы делаем ставку на собственное производство оборудования, нужны кардинально другие объемы внутреннего рынка. Речь должна идти о десятках гигаватт установленной мощности к 2030–2035 году. По меркам российской экономики и энергетики, тем более в сравнении с мировыми лидерами рынка ВИЭ, это скромная величина. Но такие объемы создадут условия для масштабирования производств и обострения рыночной конкуренции, которая является необходимой предпосылкой снижения цен.
А вот ещё более ранний текст того же автора, - об экологических и гигиенических аспектах проблемы.
Мифы о ветроэнергетике: шум и инфразвук
В наш век доступной информации люди не перестали распространять слухи и мифы. Это происходит от лености ума и других особенностей характера индивидуумов.
Напомним, что ветроэнергетика – это большая отрасль мировой экономики, в которую ежегодно вкладываются десятки миллиардов долларов. Поэтому даже ленивый умом гражданин мог бы предположить, что возникающие в процессе развития отрасли вопросы уже где-то кем-то ставились и разбирались.
Для того, чтобы облегчить доступ широкой общественности к правильной информации мы создадим здесь «справочник», в котором будем разбивать мифы об отрасли. Уточним, что мы говорим о промышленной ветроэнергетике, в которой работают крупные ветрогенераторы мегаваттного класса. В отличие от фотоэлектрической солнечной энергетики, в которой небольшие, распределенные электростанции в совокупности занимают весомую долю в генерации, малые ветровые электростанции – нишевая сфера. Ветроэнергетика – это энергетика больших машин и мощностей.
Сегодня рассмотрим миф о вреде ветроэнергетики для окружающей среды и здоровья человека в связи с издаваемым шумом и инфразвуком (звуковыми волнами, имеющими частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом).
Отнесемся к этому мифу со всей серьезностью. Дело в том, что о страшных последствиях инфразвука, производимого ветрогенераторами, я слышал лично от уважаемого члена-корреспондента РАН, главы целого Курчатовского института (!), Ковальчука М.В.
Начнем с того, что ветрогенератор – это машина с движущимися частями. Машины, которые совсем бесшумны, вряд ли встречаются. При этом шум ветровой турбины не столь велик по сравнению, скажем, с газовой турбиной или другим генерирующим устройством сопоставимой мощности, работающим на основе сжигания топлива. Как видно на картинке, шум ветровой турбины непосредственно у генератора не выше, чем у работающей газонокосилки.
Разумеется, жить под большим ветряком неприятно и вредно для здоровья. Также шумно и вредно жить у железной дороги, на московском Садовом кольце и т.д.
Для того, чтобы шум не мешал, необходимо строить ветровые электростанции на расстоянии от жилых домов. Каким должно быть это расстояние? Универсальной мировой нормы нет. В документах Международной организации здравоохранения не содержится специальных рекомендаций. Однако, существует документ «Night Noise Guidelines for Europe», рекомендующий максимальный уровень шума в ночное время (40 дБ), который учитывается и при планировании объектов ветроэнергетики. В Великобритании с её развитой ветроэнергетикой норм, устанавливающих дистанцию между ветровыми электростанциями и жилыми домами, нет (рассматривается законопроект). В германской федеральной земле Баден-Вюртемберг установлено минимальное расстояние от жилых домов в 700 метров, при этом проводятся расчеты по каждому конкретному проекту с учетом допустимого уровня шума в ночное время (макс. 35-40 дБ в зависимости от типа жилой застройки)…
Перейдем к инфразвуку.
Для начала возьмём 70-страничное австралийское исследование «Уровень инфразвука вблизи ветровых ферм и в других районах» с результатами измерений. Замеры делал не абы кто, а специализированное предприятие Resonate Acoustics, занимающиеся акустическими исследованиями, и по заказу Министерства защиты окружающей среды Южной Австралии. Вывод: «уровень инфразвука в домах вблизи оцениваемых ветряных турбин не выше, чем в других городских и сельских районах, и вклад ветровых турбин в измеренные уровни инфразвука является незначительным по сравнению с фоновым уровнем инфразвука в окружающей среде».
Теперь посмотрим на брошюру «Факты: ветроэнергетика и инфразвук», изданную Министерством экономики, энергетики, транспорта и территориального развития немецкой Федеральной земли Гессен: «Нет никаких научных доказательств того, что инфразвук от ветровых турбин может вызвать последствия для здоровья при соблюдении минимальных расстояний, установленных в земле Гессен» (1000 м от границы поселения). «Инфразвук, исходящий от ветровых турбин, ниже порога человеческого восприятия».
В научном журнале Frontiers in Public Health опубликована статья по поводу влияния шума низкой частоты и инфразвука от ветровых турбин на здоровье («Health-Based Audible Noise Guidelines Account for Infrasound and Low-Frequency Noise Produced by Wind Turbines»). Вывод: звуки низкой частоты ощущаются на расстоянии до 480 м, впрочем, как и вообще шум генератора. Действующие нормы и правила строительства ветровых электростанций надежно защищают потенциальных реципиентов шума, в том числе низкочастотного шума и инфразвука.
Можем также взять исследование Министерства окружающей среды, климата и энергетического хозяйства Земли Баден-Вюртемберг «Низкочастотные шумы и инфразвук от ветроэнергетических установок и других источников»: «Инфразвуки вызываются большим количеством природных и промышленных источников. Они повседневная и повсеместная часть нашей окружающей среды… Инфразвук, производимый ветровыми турбинами, находится значительно ниже пределов человеческого восприятия. Нет никаких научно обоснованных доказательств вреда для этого диапазона».
Государственный департамент здоровья Канады провел большое исследование «Шум от ветровых турбин и здоровье», в котором один из разделов посвящен инфразвуку. Никаких ужасов не нашли.
Кроме того, не удалось найти каких-то серьезных научных подтверждений вреда шума (и инфразвука) ветровых турбин для насекомых и животных.
Подведем итоги.
Шум от ветровых генераторов не является каким-то «особо вредным звуковым загрязнением». Да, оборудование шумит, как это делают машины. Для того, чтобы этот шум не слышать, нужно жить на разумном расстоянии от ветровых электростанций. Законодателям целесообразно устанавливать эти расстояния с учетом данных профессиональных измерений.
Многочисленные научные исследования доказывают, что сверхнизкий шум ветровых турбин (инфразвук) не представляет опасности для человека в случае соблюдения этого разумного расстояния.
Необходимо также учитывать, что в мире продолжаются регулярные исследования, касающиеся всех сторон ветроэнергетической отрасли, в том числе щекотливых вопросов шума и инфразвука. Эти исследования помогают регуляторам повышать безопасность объектов ветроэнергетики, а производителям – создавать более совершенные и тихие машины.
19.01.2017
И напоследок – о том, что по части ветроэнергетики планируется в Татарстане
В Татарстане готовился бум ветроэнергетики
Говорят, что впервые внимание президента РТ Рустама Минниханова к перспективам ветроэнергетики привлёк глава «Роснано» Анатолий Чубайс, и было это уже в довольно далёком 2017 году. Анатолий Борисович – известный мастер убеждать, и в республике развернулась комплексная, как это заведено у нас, работа. Что известно на сей день?
Определены три района РТ, в которых будут созданы ветропарки - Рыбно-Слободский, Камско-Устьинский и Спасский. КГЭУ выиграл тендер в 20 млн рублей на исследования ветрового потенциала этих районов, близок к завершению финальный отчёт, в стадии согласования отвод земельных участков под установку мачт.
Самая мощная по энергопотенциалу площадка (до 150 МВт) планируется в Спасском районе вблизи села Измери. Чуть меньшей мощности ветропарк - в Рыбно-Слободском районе (село Малая Елга), и еще меньшей — в Камско-Устьинском районе (село Красновидово).
Выбор трех районов РТ для ветроизмерений обусловлен их близостью к Куйбышевскому водохранилищу, рассказал в марте прошлого года «Татар-информу» заведующий кафедрой «Возобновляемые источники энергии» КГЭУ доктор технических наук Наиль Тимербаев.
«Причина возникновения ветра — это разность давления в атмосфере. А разность давления возникает за счет разности температур, разность температур возникает за счет различного нагрева двух поверхностей. Соответственно, на границе земли и воды, как правило, и появляются ветра. Из этого же принципа наиболее сильные ветра в Татарстане возникают за счет Куйбышевского водохранилища», — пояснил учёный.
Среди потенциальных инвесторов (проект предварительно оценен в круглую сумму 10 млрд рублей) - «Роснано», естественно, а также подразделение финской энергетической компании «Фортум» «Фортум Энергия» и ООО «Русский ветер» (в которой солидная доля принадлежит, к слову, турецкой компании «Гуриш»). Каких-то конкретных документов пока не подписано.
Но «Роснано» совместно с финской компанией «Фортум» создала Фонд развития ветроэнергетики, вместе они планируют вложить более 30 млрд рублей в российские проекты.
Фонд выбрал иностранного поставщика ветроустановок — датскую компанию Vestas. Одним из главных условий выбора поставщика было наличие программы локализации производства оборудования на территории России. Уровень локализации будет ежегодно увеличиваться и к 2022 году должен составить 65 процентов.
Последние новости по теме последовали от Минпромторга РТ. Буквально на следующий день после нашумевшего заявления главы государства на Глобальном саммите по производству и индустриализации в Екатеринбурге, министр министр промышленности и торговли РТ Альберт Каримов выступил в Госсовете РТ с докладом о стратегии развития топливно-энергетического комплекса РТ, в котором – так, словно сенсации от Путина не было – сообщил, что «по поручению Президента РТ Рустама Минниханова ведется проработка проектов по строительству ветроэнергетических станций в республике. В данный момент завершаются ветроизмерения в трех районах РТ, по итогам которых будет определен ветроэнергетический потенциал конкретных площадок, и результаты будут представлены инвесторам».
Ну что – похвальная невозмутимость.
Обзор подготовил Юрий Алаев.
