Рубрика

Производство и ресурсы

10329
Ветроэнергетика Украины: потенциал и перспективы развития

Согласно скорректированной «Энергетической стратегии Украины на период до 2030 г.» в нашей стране в 2030 г. должно вырабатываться не менее 30% от всей электроэнергии из возобновляемых источников энергии (ВИЭ), таких как солнце, ветер, воды рек и др.

Ветроэнергетика – это отрасль энергетики, специализирующейся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или другие удобные для использования виды энергии.

Прежде чем рассмотреть, как на Украине реализуется эта стратегия относительно ветроэнергетики, кратко рассмотрим общемировые и европейские достижения в освоении энергии ветра.

 

Общая характеристика мировой и европейскойветроэнергетики

Ветроэнергетический потенциал Земли и реальные возможности его использования

Общий ветроэнергетический потенциал Земли огромен: по ряду авторитетных экспертных оценок он составляет около 1200 ТВт. Однако реальное использование этого потенциала наталкивается на ряд трудностей, обусловленных как неравномерностью его распределения в различных районах Земли, так и большими потерями при его преобразовании в другие виды энергии. Так, в современных ветроагрегатах коэффициент полезного использования энергии воздушного потока на 10% меньше теоретически возможного, равного 59,3%, и обычно не превышает 50% и то только при оптимальной, предусмотренной для данного ветрогенератора скорости ветра. Кроме того, поскольку часть энергии ветра теряется при преобразовании механической энергии в электрическую, удельная электрическая мощность на выходе ветроагрегатов составляет только 30...40% мощности воздушного потока при условии устойчивой его работы в диапазоне скоростей, предусмотренных для ветрогенератора. И это еще не все. С учетом необходимости вынужденных отключений ветроагрегатов в случае превышения расчетных скоростей ветра и остановок при его отсутствии, удельная выработка электроэнергии в течение года обычно не превышает 15...30% энергии ветра, в зависимости от местоположения и параметров ветроагрегатов.

 

Общемировые и европейские темпы роста генерирующих ветровыхмощностей

Согласно ряду экспертных прогнозов, потребности человечества в энергии, составляющие в настоящее время около 13 ТВт, возрастут к середине нынешнего века до 30, а к его концу – до 46 ТВт. Такие потребности в энергии могут быть удовлетворены только за счет преимущественного развития ВИЭ и, прежде всего, за счет намного более масштабного производства солнечной и ветровой энергии, которое особенно ускорилось за последние годы.

Рост в мире генерирующих ветровых мощностей за период с 2000 г. по 2012 г. наглядно иллюстрирует график, показанный на рис.1, на котором видно, что установленная мощность мировой ветроэнергетики в 2012 г. увеличилась почти на 19% по сравнению с 2011 г. и достигла 282,5 ГВт. Согласно годовому отчету Глобального Совета по ветроэнергетике (GWEC) за 2012 г. среднегодовой рост ветроэнергетической мощности мировой ветроэнергетики до 2017 г. составит 13,7%, а суммарная мощность достигнет 536 ГВт.

Ускоренный прирост генерирующих мощностей на основе ВИЭ, который был обеспечен, в первую очередь, за счет ввода в эксплуатацию новых солнечных и ветровых мощностей, характерен в настоящее время также и для стран Евросоюза, где в 2009 г. было введено в эксплуатацию 27,5 ГВт новых генерирующих мощностей. Их структура показана на рис.2, где цифры отображают новые введенные генерирующие мощности (в гигаваттах):

- на ВЭС – 5,8 ГВт (21%);

- на солнечных ФЭС – 10,2 ГВт (37,1%);

- на БиоЭС– 0,58 ГВт (2,1%);

- на ГЭС – 0,39 ГВт (1,4%);

- на СЭС на основе солнечных концентраторов – 0,12 ГВт (0,4%);

- на ТЭС и АЭС – 10,4 ГВт (37,8%).

Из этих данных следует, что в 2009 г. ввод в эксплуатацию новых генерирующих мощностей в странах ЕС в основном (на 62%) был обеспечен за счет ввода мощностей на основе ВИЭ. Так было и в 2008 г., когда за счет ВИЭ было введено 57% новых генерирующих мощностей, и в 2011 г., когда было введено 32 ГВт новых мощностей, около 67% из которых составляли ВЭС и СЭС.

Европарламент в декабре 2008 г. обязал все страны ЕС довести к 2020 г. уровень использования ВИЭ до 20% в общей генерации электроэнергии, а к 2040 г. – до 40%. Оптимистически настроенные эксперты утверждают, что страны Евросоюза уже к 2050 г. полностью перейдут на производство электроэнергии из ВИЭ.

 

Механизмы стимулирования использования ВИЭ в странах Евросоюза

Ввод в эксплуатацию новых генерирующих мощностей на основе использования ВИЭ обходится намного дороже по сравнению с вводом мощностей, работающих на ископаемых энергоресурсах. В связи с этим возобновляемая энергетика не в состоянии успешно развиваться без мощной государственной поддержки. Поэтому в странах Евросоюза из госбюджета субсидируется все, что ведет к сокращению потребления ископаемых энергоресурсов, а не то, что ведет к увеличению их потребления.

Для стимулирования использования ВИЭ в странах Евросоюза используются следующие основные механизмы:

1. Рыночные и зачастую даже административные (т.е. завышенные за счет дополнительного налога, повышающего стоимость ископаемых энергоресурсов) механизмы стимулирования использования ВИЭ.

2. «Зеленые» (т.е. специальные, повышенные) тарифы на выработку электроэнергии из ВИЭ, стимулирующие ввод новых генерирующих мощностей на основе использования ВИЭ за счет:

- гарантирования подключения вновь вводимых генерирующих мощностей к распределительной электросети;

- заключения долгосрочного контракт на покупку всей электроэнергии, вырабатываемой вновь вводимыми в эксплуатацию генерирующими мощностями;

- надбавки к стоимости выработанной электроэнергии, которая выплачивается в течение 10...25 лет и, тем самым, гарантирует возврат вложенных в проект инвестиций и получение прибыли.

Размеры зеленых тарифов на электроэнергию, получаемую на ВЭС и СЭС, действующие в странах Евросоюза, а также законодательно введенные на Украине в 2009 г., приведены в табл.1, где в графу max каждого тарифа включены также бонусы.

3. Субсидирование с целью привлечения инвестиций в возобновляемую энергетику и стимулирование энергосбережения конечному потребителю (а не производителю оборудования) от 20 до 40% общей стоимости покупки энергосберегающего оборудования и оборудования для выработки электроэнергии из ВИЭ.

4. Обязательные к исполнению всеми странами Евросоюза государственные программы по ускоренному освоению ВИЭ.

 

Ветроэнергетика Украины

Ветропотенциал Украины

Украина обладает значительными ресурсами ветровой энергии и благодаря своим природно-климатическим характеристикам может выйти на одно из ведущих мест в мире по использованию энергии ветра.

Основное влияние на климат и, как следствие, на ветровой режим территории Украины оказывают Атлантический и Северный ледовитый океаны. Существенно влияют на формирование климата отдельных регионов страны также высота и направление расположения карпатских и крымских гор, Подольской, Волынской и Приднепровской возвышенностей, Донецкого кряжа, близость других регионов к Черному и Азовскому морям и целый ряд других факторов.

Анализ многолетних наблюдений метеостанций свидетельствует о том, что на Украине преобладают ветровые потоки со среднегодовыми скоростями ветра от 5 м/с (на высоте флюгера, равной 10 м/с). Такие ветровые потоки при современном уровне развития ветроэнергетических технологий позволяют экономически обоснованно использовать выше отмеченные регионы для строительства мощных ВЭС. Кроме того, научными исследованиями, проведенными метеорологами Центральной геофизической обсерватории Украины, установлено, что в ближайшие 30...40 лет на территории Украины следует ожидать постепенное увеличение средней скорости ветра на 1…2 м/с, что будет оказывать влияние на увеличение прогнозного потенциала ВЭС.

Энергия ветра распределена по территории Украины крайне неравномерно, причем ветропотенциал на юге страны значительно выше, чем на севере. С точки зрения использования энергии ветра на суше, наиболее благоприятными регионами являются Крым, Карпаты (Львовская, Ивано-Франковская, Закарпатская, западная часть Черновицкой области), побережье Черного и Азовского морей (Одесская, Николаевская, Херсонская, Запорожская и Донецкая области), а также Луганская область. Площади территорий, подходящих для сооружения ВЭС, оцениваются в 8…9 тыс. км2. На этих территориях при использовании 20...30% площадей и при плотности строительства ВЭС 5...8 МВт/км2 можно построить ВЭС общей мощностью 8...24 тыс. МВт и генерировать 16...48 млрд. кВт·ч электроэнергии в год.

Правда, при этом большая часть территории Украина станет непригодной для проживания, и в прямом смысле этого слова превратится в мертвую землю.Дело в том, что ВЭС представляют опасность не только для птиц, которые массово разбиваются о лопасти их генераторов, но и для всего живого. При работе ВЭС вырабатываются инфразвуковые колебания большой интенсивности. Поэтому из мест, где находятся ВЭС, уходит все живое и даже крысы. Из прибрежных вод, где установлены ВЭС, уходит рыба. Поэтому размещение ВЭС вблизи населенных пунктов категорически запрещается.

Намного большие площади для строительства мощных ВЭС есть на прибрежных и внутренних акваториях Украины. Так, залив Сиваш площадью 2700 км2, не используемый в народном хозяйстве Крыма, на высоте 10 м, т.е. на местах установки флюгеров, характеризуется скоростью 5,8...6,3 м/с, а на высоте 25 м – 7,2...7,6 м/с. Он целиком может быть использован для строительства экономически эффективных ВЭС, суммарная мощность которых может составить от 21,5 до 37,8 ТВт при плотности застройки 8...14 МВт/км2. Кроме Сиваша хороший ветропотенциал имеют также акватории на Азовском море (площадь – 60 тыс. км2), на Черном море (Одесская банка, площадь 10 тыс. км2; Каркинитский залив, площадь 25 тыс. км2), на приморских лиманах и на ряде других водохранилищ. В целом по площадям мелководных акваторий, пригодных для строительства ВЭС водного базирования, Украина находится на втором месте в мире (после Норвегии).

С учетом возможных объемов инвестиций суммарную мощность ВЭС, которые могут быть построены в течение ближайших 10 лет в перспективных регионах Украины, по данным Института возобновляемой энергетики НАН Украины, можно оценить в 16 ТВт с возможным годовым объемом производства энергии около 32 млрд. кВт·ч /год.

 

Производство ветроэнергетического оборудования на Украине

Чтобы использовать неоспоримые преимущества ВЭС, необходимо активно развивать новейшие технологии производства оборудования для таких электростанций. Однако, к сожалению, эта отрасль на Украине недостаточно развита, даже несмотря на то, что планы по ее развитию были самые амбициозные, еще в середине 1990-х годов, когда начала осуществляться, но вскоре провалилась программа конверсии предприятий ВПК. В настоящее время на Украине ветроэнергетическое оборудование изготовляют только несколько производителей, среди них завод «Южмаш» (точнее, «УиндЭнерго, Лтд.»), Новокраматорский машиностроительный завод (НКМЗ), компания Windelectric и др. Все они в разной степени используют зарубежные комплектующие для сборки своего оборудования.

 

Бурное развитие ветроэнергетики на Украине

В настоящее время на Украине наблюдается бурное развитие ветроэнергетической отрасли, обусловленное, в основном, принятием Верховным Советом Украины в 2009 г. одного из самых высоких в Европе зеленого тарифа на электроэнергию, полученную на ВЭС мощностью свыше 2 МВт. Этот тариф составляет около 11,3 евроцента за 1 кВт·ч и будет действовать вплоть до 2030 г.

Сейчас в стране работает 16 ВЭС, включая те, которые были построены в рамках выполнения Государственной Комплексной программы по строительству ВЭС (1997–2010 гг.). При этом почти треть (90 МВт) введенных в эксплуатацию ВЭС приходится на Запорожскую область, несколько меньше – на Крым (около 86 MВт) и Донецкую область (83 МВт). Наиболее успешными проектами строительства мощных ВЭС за последние годы явились проекты строительства первой очереди Ботиевской ВЭС (рис.3) – первой станции будущего Приазовского ветропарка суммарной мощностью550 МВт, ввод в эксплуатацию которой запланирован на конец 2015 г., ветропарка «Очаковский» мощностью 37,5 МВт (рис.4), а также расположенной в западной части полуострова Крым Тарханкутской ВЭС, где введены в эксплуатацию две ветротурбины производства южно-корейской компании UNISON общей мощностью 4 MВт.

Подводя итог рассмотрения бурного развития ветроэнергетики на Украине, отметим, что установленная мощность отечественных ВЭС выросла за 2012 г. почти вдвое – до 301,8 МВт против 151,1 МВт на конец 2011 г. Согласно расчетам Украинской ветроэнергетической ассоциации (УВЭА), установленная мощность национальной ветроэнергетики к концу 2015 г. может достигнуть 4000 МВт, а к концу 2020 г. – 5600 МВт.

Но ничего хорошего в этом нет. Необходимо отметить, что ВЭС – это экологически очень опасный объект, и размещать их можно только в безжизненных местах: в полупустынях, в заливе Сиваш, крымском полуострове Мегоном, Карпатах и подобных местах. Дело в том, что современный ветроустановки, в своей массе, представляют собой недоработанные лабораторные образцы, которые в погоне за сверхприбылью пустили в серийное производство.

В настоящее время усилия должны быть направленыне на строительство новых ВЭС, а на доработку ветрогенераторов с целью повышения их КПД, снижения стоимости и устранения инфразвукового излучения. Как известно развитие ветроэнергетики идет нерыночным, административным путем, когда в угоду электротехническим и электрогенерирующим корпорациям, через «зеленый» тариф население заставляют покупать непомерно дорогую электроэнергию вырабатываемую ВЭС. При этом у корпораций отсутствуют какие-либо стимулы для улучшения качества своей продукции и снижения её себестоимости.

Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus