Сергей Огороднов
Пока самая крупная солнечная электростанция в РФ – Кош-Агачская СЭС. Фото Дарьи Ашаниной
На сегодняшний день для того чтобы обеспечить человечество энергией, хватит 0,0125% солнечного излучения; чтобы удовлетворить запросы потребителей в будущем – достаточно 0,5%. Это говорит о том, что солнечная энергия имеет огромный потенциал, ее запасы превышают все существующие ресурсы нефти, угля, газа и другие источники ископаемого топлива, вместе взятые. Солнечная генерация считается одним из самых перспективных направлений в развитии возобновляемых источников энергии (ВИЭ), но почему-то до сих пор не нашла свое место в мировой энергетике, особенно в России.
Сегодня солнечные электростанции (СЭС) активно используются в качестве источников энергии во всем мире. Разделяя СЭС на типы, можно выделить три: мини, малые и крупные. Мини СЭС, или мобильные системы, предназначены для электропитания переносных приборов: от калькуляторов до автомобилей, находящихся вдали от основного источника электроэнергии. Малые СЭС представляют собой станции, которые обеспечивают энергией предприятия, общественные здания, жилые дома. Крупные солнечные генераторные системы обеспечивают электроэнергией целые регионы и страны, в том числе и ту территорию, на которой нет собственных СЭС. Несмотря на значительный технический прогресс в мире, солнечная энергетика, как и другая «зеленая» генерация, должна постоянно эволюционировать. В настоящее время перед инженерами стоит основная задача: совершенствовать технологии СЭС таким образом, чтобы максимально увеличить их КПД. Солнечная генерация имеет ряд преимуществ и недостатков. Солнце – это нескончаемый источник энергии, который предоставляет человечеству большие возможности в развитии энергетики далекого будущего. Эксплуатация СЭС и солнечной энергии не вредит окружающей среде. С другой стороны, на создание одной установки требуется довольно много дорогостоящих материалов – кремния и алюминия. Еще одним недостатком является низкая интенсивность солнечного излучения. При максимально выгодных погодных условиях плотность потока солнечного света составляет всего 250 Вт/м2. Для получения необходимого объема электроэнергии требуется разместить солнечные коллекторы на огромной территории площадью 130 тыс. км2 .
В России развитие солнечной генерации происходит медленно. Основную долю в энергобалансе страны занимают нефть, уголь и газ. Тем не менее, по прогнозу Международного энергетического агентства, доля углеводородного сырья в РФ постепенно снижается, и к 2040 году достигнет 66%, уступив место альтернативным источникам энергии. Сегодня доля солнечной генерации в энергобалансе страны составляет всего 0,001%. В сравнении со значением энергобаланса мировой энергетики этот процент довольно мал. Например, Германия имеет самую высокую долю солнечной энергии (21,58%) в энергетическом балансе, что в несколько десятков тысяч раз превышает российский показатель. Наиболее развитыми регионами нашей страны в отрасли солнечной генерации можно назвать Республику Алтай, Краснодарскую и Белгородскую области. Самая крупная на сегодняшний день отечественная станция мощностью 5 МВт была запущена в 2014 году в Республике Алтай – Кош-Агачская СЭС. Не уступают ей и крымские СЭС. В связи с геополитическими проблемами и отсутствием необходимой инфраструктуры Крымский полуостров вынужден опираться на альтернативные источники энергии. «Перово» – самая крупная солнечная электростанция Крыма мощностью 105 МВт.
С точки зрения законодательства относительно «зеленой» энергетики в России сложилась противоречивая ситуация. Постановлением правительства РФ от 08.01.09 № 1-р «Об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года» установлены целевые показатели выработки электроэнергии на основе ВИЭ, которые необходимо достичь к определенному периоду. В 2020 году доля ВИЭ должна составлять 4,5%. С другой стороны, в законодательстве отсутствуют нормативные документы, полностью регламентирующие конкретный механизм присоединения ВИЭ к общей энергосети. Тем не менее изменение ситуации в лучшую сторону на уровне закона видно уже сегодня. Так, в начале 2015 года вступило в силу Постановление от 23.01.15 № 47 «О стимулировании использования возобновляемых источников энергии на розничных рынках электроэнергии», позволяющее совершенствовать механизм поддержки генерирующих объектов, работающих на основе ВИЭ.
Других трудностей в развитии солнечной энергетики в России тоже хватает. Одна из важных проблем заключается в структуре общего энергетического баланса страны, где значительную долю составляет газовая генерация. Стоимость солнечной энергии в России заметно превышает стоимость газа, это препятствует быстрому развитию СЭС на массовом уровне. Из основной проблемы вытекает еще одна, не менее значимая – низкая заинтересованность инвесторов. Долгий срок окупаемости проекта и невысокая рентабельность СЭС являются причиной отсутствия инвестиций и должного внимания со стороны частных предпринимателей. Решением проблемы может стать только выравнивание себестоимости газа с себестоимостью солнечной энергии, что позволит развивать генерацию солнца без серьезных субсидий. Уже в следующем году баланс между двумя источниками энергии будет достигнут в Европе, нашей же стране предстоит еще долгий путь к достижению равновесия между солнечной и газовой генерацией. При всех качественных преимуществах солнечной энергетики у нее есть еще одно слабое место – зависимость от погодных условий и времени суток. Экономически благополучные регионы европейской части России, такие, как Московская и Ленинградская области, имеют низкую инсоляцию, то есть получают недостаточный уровень солнечного света. Строительство СЭС в этих регионах не имеет никаких перспектив, так как не все мощности станции будут задействованы.
Россия во многом отстает от Европы, включая отрасль энергетики. Тем не менее в нашей стране присутствуют перспективы развития «зеленой» генерации, а государство начинает проявлять интерес к использованию ВИЭ. К 2020 году правительством РФ запланировано строительство еще четырех крупных СЭС. Таким образом, будет дополнительно введено около 1,5–2 ГВт мощностей, и доля солнечной энергии в энергобалансе увеличится до 1%. Несмотря на зависимость солнечной генерации от погодных условий, Россия имеет все шансы на развитие этой отрасли. Например, строительство СЭС в южной части РФ будет перспективным, так как эта территория подвержена высокой инсоляции, а значит, станции смогут работать на максимальных мощностях. В других частях страны можно успешно использовать солнечную генерацию, размещая СЭС на территории с дефицитом электроэнергии. Наиболее выгодно строительство солнечных электростанций рядом с сельскохозяйственными предприятиями, которые находятся на открытых участках, отдаленных от основных энергосетей. Солнечные энергоустановки требуют меньше инвестиций, чем ветровые системы или отопительные устройства, для работы которых требуется твердое топливо, и являются наиболее выгодным решением для обеспечения хозяйства электроэнергией.
Техническое оснащение для запуска новых СЭС играет важную роль. За последние пять лет заметно подешевело оборудование для производства солнечной энергии, при этом возросла эффективность солнечных модулей. Вместе с ростом в интересах дешевеющей «зеленой» энергии быстро развивается отрасль технологий для активного энергомониторинга и энергоменеджмента на уровне одного объекта или целой станции. Совмещение этих двух аспектов в единую систему позволит ускорить процесс развития российской энергетики в целом. Совершенствование солнечной генерации на уровне массового использования возможно только при достаточной государственной поддержке. Внесение требований к обязательному оснащению солнечными модулями некоторых административных и образовательных зданий позволит сократить расходы энергопотребления этих объектов и ускорит процесс развития солнечной энергии в частном секторе энергорынка. А ужесточение требований законодательства о производстве отечественного оборудования солнечной энергии приведет к сокращению инвестиций на строительство СЭС.
Несмотря на то что солнечная энергия имеет огромный потенциал во всем мире, а ее запасы превышают все существующие ресурсы, в России развитие солнечной генерации происходит очень медленно. Основные причины – слабо развитая инфраструктура, высокая стоимость ее модернизации, долгий срок окупаемости инвестиций. Все это ведет к тому, что рентабельность СЭС в нашей стране невелика и не представляет должного интереса для частных предпринимателей – отрасль развивается в основном силами государства. Однако в связи с непростой геополитической ситуацией, складывающейся на Крымском полуострове, и очередным прекращением энергоснабжения Крыма со стороны Украины развитие солнечной энергетики необходимо – территория вынуждена опираться на альтернативные источники энергии. Потребности Крыма в электроэнергии на сегодняшний день составляют до 1200 МВт в сутки, около 30% из них дает собственная генерация, включающая в себя тепловые, солнечные и ветряные электростанции, а от 500 до 900 МВт поставляется по ЛЭП с Украины. Климатические условия позволяют полуострову вырабатывать еще до 30% мощностей посредством солнечной энергии – вот и простор для развития отрасли там, где это действительно необходимо.
