Использование ветроэнергетики в России: самая крупная ветровая электростанция, состояние и перспективы развития
Обновлено: 13 марта 2020
Постоянно возрастающая потребность в электроэнергии вынуждает внимательнее присматриваться к дополнительным возможностям ее производства. Один из вариантов, доступный как для промышленного, так и частного воспроизводства электрического тока — ветроэнергетика.
В России этот метод используется редко и в мелких масштабах, но его возможности привлекательны, позволяют решать проблему с энергообеспечением самостоятельно. Рассмотрим перспективы этого направления и варианты его реализации на практике.
Развитие ветроэнергетики в России
Несмотря на большое количество ГЭС, действующих в России, есть немало населенных пунктов, не имеющих подключения к централизованным сетям. Выходом из положения являются дизельные электростанции, но они требуют топлива и ремонта. Как постоянный источник электроэнергии такой вариант затратен и несамостоятелен. Кроме того, мощность дизельной электростанции ограничена, из-за чего появление новых потребителей затруднено.
Использование альтернативных источников энергии в России развито слабо. Причиной такой ситуации являются:
Одним из наиболее привлекательных направлений альтернативной энергетики является ветроэнергетика. Она имеет массу преимуществ, основным из которых следует считать неограниченность источника, независимость от времени суток или сезона. При этом, широкого распространения ветроэнергетика пока не получила, поскольку основной упор уже давно сделан на более производительную и удобную для России гидроэнергетику.
Использование энергии ветра до сих пор рассматривалась как интересный физический эксперимент, наглядное пособие для студентов ВУЗов.
Тем временем, жители других стран, не имеющие возможности для строительства ГЭС, успешно развивают ветроэнергетику и получают немалое количество энергии. Например, в Германии, которая лидирует по количеству выработки энергии ветрогенераторами в Европе, ежегодно производится около 45 Гвт электроэнергии, что составляет значительный процент от общей выработки.
Другие страны Европы, расположенные на побережье Атлантики, успешно используют шельфовые ветроэлектростанции. Такая ситуация во многом вынужденная, возникшая из-за неимения других возможностей, но эффект от методики вполне реален и неоспорим.
Состояние и перспективы
Ветроэнергетика имеет намного меньшую эффективность по сравнению с гидроэнергетикой. Стабильность и вырабатываемая мощность самого большого ветряка сильно уступают одному агрегату средней ГЭС.
География России, обилие крупных рек и удачный рельеф местности позволили создать массу гидроэлектростанций, обеспечивающих промышленность и население в достаточной степени.
Россия считается энергоизбыточной страной, что свидетельствует о состоянии энергетики в целом.
При этом, уровень потребления электроэнергии постоянно возрастает. Имеющиеся мощности не готовы к скачкообразному повышению спроса, появление новых приборов и оборудования, как промышленного, так и бытового, предполагают потребление дополнительной энергии.
Кроме того, состояние электросетей достаточно сложное, в некоторых участках оно неудовлетворительное. Общая изношенность имеет высокий процент, на замену и обновление материальной базы требуются немалые средства. Решать вопрос путем увеличения расценок за электроэнергию — означает вызвать волну критики и вопросов от населения и предпринимателей, вполне справедливых.
Использование ветрогенераторов как альтернативной энергетической отрасли государственного масштаба в России нецелесообразно. Причиной этого являются относительно слабые и нестабильные ветра, невысокая эффективность направления в сравнении с традиционным методом производства энергии.
Наиболее выгодным и полезным представляется использование ветрогенераторов для обеспечения частных домов, усадеб, фермерских хозяйств, расположенных вдали от сетевых источников и не имеющих возможности подключения.
Основная проблема, возникающая перед пользователями — стоимость оборудования. Цены на устройства заводского изготовления слишком высоки для населения, что резко ограничивает возможности спроса и окупаемость. При этом, самостоятельное изготовление ветряков обеспечивает экономию денег в 10 и более раз при таком же качестве. Это обстоятельство является ключевым условием развития ветроэнергетики на бытовом уровне — при появлении доступных по цене образцов спрос увеличится в десятки раз.
Наибольшие перспективы у ветроэнергетики имеются в степных регионах, на юге России, в местностях, где строительство дополнительных ГЭС или АЭС невозможно.
Основным импульсом в развитии стало бы решение правительства о строительстве крупных ВЭС, но на сегодня их параметры не могут в достаточной степени конкурировать с ГЭС или АЭС ни по мощности, ни по производительности. Кроме того, нестабильность источника энергии — ветра — является достаточно серьезным аргументом против использования этого направления в промышленных масштабах.
Применение энергии ветра
Необходимо учитывать, что речь идет о промышленном производстве энергии, способном обеспечивать, как минимум, населенные пункты. Существующие относительно небольшие ветроэлектростанции пока нельзя считать существенным вкладом в энергетику страны, скорее, это варианты использования существующих возможностей при отсутствии подключения или недостатке имеющихся ресурсов.
Наибольший эффект в условиях России способны показывать именно небольшие ветряки, используемые для обеспечения одного дома или усадьбы. Для отдаленных поселков, дачных или коттеджных, где подключение стоит очень дорого, а состояние сетей допускает частые и внезапные отключения и перебои, использование собственного ветрогенератора способно стать неплохим вариантом дополнительного или основного источника питания бытовой техники и маломощного оборудования.
Для освещения или водоснабжения уже сегодня достаточно активно используются ветряки, созданные из подручных материалов. Они вполне справляются со своей задачей, имеют высокую ремонтопригодность и неприхотливы в обслуживании.
Такие преимущества привлекают широкий круг пользователей, желающих установить комплект ветрогенератора у себя на участке. Это позволит разгрузить имеющиеся электросети и сэкономить на счетах за электричество. Таким образом может быть частично или полностью решена проблема энергоснабжения отдаленных населенных пунктов, экспедиций или прочих участков.
Самая крупная ветровая электростанция в России
На сегодняшний день самой крупной из действующих в России является Ульяновская ВЭС. Ее установленная мощность составляет 35 МВт, что относительно немного в сравнении с имеющимися ГЭС. Станция совсем новая, запущена в эксплуатацию в январе 2018 года. ВЭС принадлежит компании Фортум, строительство комплекса продолжалось два года. В состав станции входят 14 ветротурбин по 2,5 МВт мощностью.
Поставщиком комплекса является китайская компания DongFung, выигравшая тендер на поставку проектного оборудования. Проектные работы начались в феврале 2016 года, а непосредственное строительство стартовало в мае 2017. Примечательно, что основными участниками создания проекта и строительных работ являлись компании из России, хотя были и зарубежные представители. При этом, доля российского оборудования составляет 28 %, т.е. большинство технического обеспечения создано в Китае.
Данная ВЭС не долго будет являться самой крупной в России. В планах компании Фортум в партнерстве с компанией Вестас (мировым поставщиком ветротурбин и оборудования для ВЭС) строительство большого количества турбин суммарной мощностью до 1000 МВт. Предполагаемый процент российского оборудования в этих проектах — 65%.
Крупнейшие ВЭС в стране
Количество ветроэлектростанций в России не так уж и мало, хотя их мощность относительно невелика. Имеются агрегаты в Калининградской области, в Оренбургской области, в Башкортостане, Калмыкии, на Чукотке, в Белгородской области.
Большой список ВЭС имеется в Крыму, где ветроэнергетика имеет большую эффективность из-за географического положения и особенностей атмосферных потоков ветра. Изолированная энергосистема Крыма во многом опирается на ветрогенераторы, позволяющие использовать собственную энергию, а не поставляемую с материка.
Имеющиеся на сегодняшний день ВЭС являются, по сути, первыми пробными комплексами, созданными в том числе для получения практического опыта эксплуатации подобных сооружений и для сбора статистики, дающей информацию о возможностях ВЭС в условиях российских регионов.
В планах значится строительство намного более производительных и мощных ветростанций, предполагаемый ввод в эксплуатацию — 2020-2022 гг. Мощность каждого комплекса будет составлять от 15 до 300 МВт, что сможет в значительной степени разгрузить обветшалые сети, позволит стабилизировать работу энергостистем регионов, сделает возможной подачу электроэнергии в отсталые районы.
Возрождение Российской Ветроэнергетики
В настоящее время альтернативная возобновляемая энергетика имеет низкую энергоёмкость. Это обусловлено низкой энергетической плотностью первичной энергии и конечным КПД её преобразования в электрическую энергию. Среди всех возобновляемых альтернативных источников энергии наибольшей эффективностью обладают именно ветроэнергетика.
Хотя ветроэнергетика всё ещё не способна обеспечить минимальные энергетические потребности нашей цивилизации.
Однако в ближайшем будущем (до 2035 года), когда эффективность буферизации электроэнергии повысится с помощью водородных и кинетических аккумуляторов, ветроэнергетика, пожалуй, станет единственным широко распространённым видом возобновляемой «зелёной» энергетики, от которой будет больше пользы, чем вреда.
Нетрудно заметить, что Россия обладает огромный потенциалом для развёртывания ВЭУ ( В етро Э лектрическая У становка).
Однако до недавнего времени движение по этому направлению, фактически, не осуществилось.
Хотя исторически Россия была великой ветроэнергетической державой.
Все проекты ветроэлектростанций в России, осуществляемые до 2018 года, можно отнести к детским играм в песочнице. Ни технологического, ни энергетического смысла в них не было.
Какой смысл развивать ветроэнергетику и приобретать Б/У ВЭУ, если через 8 лет эксплуатации из 21 установки останется лишь 14? (Зеленоградская ВЭС).
В 2018 году была начата государственная программа реализации возобновляемой энергетики. А уже в 2019 году в государственную программу «Энергоэффективность и развитие энергетики» были внесены существенные изменения касательно возобновляемой энергетики.
Это определило всю дальнейшую стратегию развития возобновляемой энергетики в России до 2024 года.
В освоение ветроэнергетики включились Государственные корпорации «Росатом» и «Роснано». Основной целью развития ветроэнергетики, поставленной перед ними, является создание к 2035 году полностью независимой от господдержки и эффективной структуры ветропарков по всей стране, а также строительство ветропарков за рубежом.
«Росатом» в 2017 году создаёт дочернюю компанию АО «НоваВинд», которая, в свою очередь, организовывает с Голландской компанией «Lagerwey Systems B.V.» равноправное совместное предприятие «Red Wind B.V»
Меня часто упрекают, что я ориентируюсь в вопросах возобновляемой энергетики на Германию. Так вот подходящий пример: 100% акций голландской компании «Lagerwey Systems B.V.» принадлежит немецкому ветроэнергетическому гиганту – «Enercon GmbH». Вопросы ещё есть?
То есть локализация производства ветроустановок мощностью 2,5 МВт и 4 МВт в России, что уже успешно осуществляется. Совместное предприятие поставляет ВЭУ «под ключ».
Трансфер технологий производства ветроустановок – это не только передача технологий, но и обучение персонала, необходимого для производства ВЭУ и эксплуатации ветропарков.
Пилотным проектом «Росатома» стало строительство Адыгейской ВЭС.
ООО «Вестас Рус» (российское подразделение “Vestas Wind Systems A/S”) локализовало производство лопастей на совместном предприятии “Vestas Manufacturing AS” и “Роснано” – ООО «Вестас Маньюфэкчуринг РУС» в городе Ульяновск.
В производстве лопастей используется не менее 75% произведённых в России стеклотканей, поставщиком которых является АО «ОС Стекловолокно» в городе Гусь-Хрустальный.
Локализация и качество производства оказались столь высокими, что предприятие «Вестас Маньюфэкчуринг РУС» в 2020 году начало поставлять лопасти на экспорт.
Компания из Дании (“Vestas Wind Systems A/S”) локализовала производство лопастей в России, а затем поставила российские лопасти заказчику из Дании. (Суммарно компания отгрузила своим заказчиком более 280 лопастей, 48 из которых отгружено заказчику в Данию для строительства нового ветропарка).
Сегодня Россия открыла свой рынок возобновляемой энергетики и локализует производство ВЭУ, строит ветропарки.
Зачем нам это вообще надо, ведь даже сами европейские учёные указали на неэффективность подробного метода генерации электроэнергии?
На это есть свои причины.
Самая главная причина – это переход мира с 2020 года на водородную экономику, куда ВИЭ хорошо вписываются и являются её неотъемлемой частью.
Развитие ВИЭ – теперь уже точно часть энергетической стратегии России. О её планах и перспективах поговорим в следующей статье.
Российские Ветроэлектростанции
Ранее я писал о возрождении российской ветроэнергетики и об уже реализованных проектах в этой сфере.
Сегодня поговорим о перспективах нового зелёного энергетического направления в энергетике России.
Согласно опубликованной в 2020 году стратегии развития Российской энергетики, субсидирование альтернативной энергетики теперь является действительностью.
Но стоит уточнить, что субсидируются лишь те проекты альтернативной энергетики, где идёт передача технологий и локализация производства в России.
Одним из таких направлений является развитие ветроэнергетики в России.
Согласно уже заключённым контрактам, на конец 2019 года в России реализуются 20 проектов ВЭС ( В етро Э лектро С танция) общей мощностью более 4 ГВт. А также уже анонсированы дополнительно ещё 24 проекта ВЭС.
Наибольшими мощностями по итогу реализующихся и планируемых ВЭС обладает Краснодарский край.
Развитие ветроэнергетики прямо связано с развитием необходимой инфраструктуры и самого региона в целом. Это предопределяет его потенциал развития на ветроэнергетическом рынке.
Сам потенциал развития основывается на данных 6 основных критериев:
1. существующая установочная мощность на рынке электроэнергии;
2. перспективы увеличения установочной мощности ВЭУ в обозримом будущем (до 2024 года);
3. присутствие в регионе мощностей по производству локализованной продукции ВЭУ;
4. доля энергии ветра в общих энергогенерирующих мощностях региона;
5. наличие вузов и учебных заведений, осуществляющих подготовку требуемых специалистов;
6. общий природный потенциал реализации ветропарков в регионе.
На основании этих приведённых данных был составлен рейтинг регионов с наиболее высоким потенциалом развития ветроэнергетического рынка.
Остальные регионы набрали менее 20 баллов, и наиболее перспективные из них отображены ниже в таблице:
Фактически, эти данные указывают на общий высокий потенциал развитая ветроэнергетического рынка в России.
Общий потенциал использования энергии ветра в России, составляет около 1200 ТВт!
Согласно данным, на оптовом рынке России по итогам 2019 года введено в эксплуатацию около 180 МВт ветроэнергетических мощностей. А реализация крупных проектов ввода новых мощностей вошла в активную стадию.
Капитальные затраты на 1 кВт установочной мощности постепенно снижаются. Так, в проекте «Родниковская ВЭС» мощностью в 71,25 МВт плановая величина капитальных затрат составит 64,87 тысячи рублей на 1 кВт установленной мощности. А общее снижение капитальных затрат можно оценить на графике:
Помимо основных проектов ВЭУ, в России развиваются проекты в изолированных энергосистемах.
Так, в 2019 году дочерним предприятием компании «Полиметалл» — ООО «Светлое» была введена в эксплуатацию ВЭУ “VTR FD25-100 Arctic” мощностью 100 кВт на принадлежащей ему входной морской базе «Унчи» на берегу Охотского моря в Хабаровском крае.
Это проект по обеспечению экономии дизельного топлива работающий с аккумулирующей системой.
Всего, по состоянию на конец 2019 года, в суровых климатических условиях эксплуатируются 26 ВЭУ, общей мощностью в 6,15 МВт.
Так как около 65% территории Российской Федерации характеризуется децентрализованным (автономным) энергоснабжением, развитие ВЭУ и рынка ветроэнергетики тут более принципиальное и выгодное.
По общей оценке, которую даёт «РусГидро», в изолированных энергосистемах потенциал развития составит до 2 ГВт мощности генерации с применением ВДЭС.
Как мы видим, Россия начала активно развивать ветроэнергетику и наращивать компетенции путём переноса технологий и производств на свою территорию, наряду с созданием инженерной школы и выпуском специалистов в области ветроэнергетики. Всё это укладывается в новую энергетическую доктрину России по наращиванию компетенций в альтернативной энергетике.
Ветропарки которые успели ввести в эксплуатацию пока я писал эту статью (за 2020 год, на дату выхода статьи 19.07.2020):