Солнечная энергетика: перспективы в мире и состояние в России

О. И. Шуткин, начальник отдела технического сопровождения проектов, ООО «Хевел»

Солнечная энергетика (СЭ) – одно из наиболее перспективных направлений развития возобновляемых источников энергии. По оценкам специалистов (German Advisory Council on Global change, 2003, рисунок 1), к 2100 году солнце станет доминирующим источником энергии на планете. Во многих странах солнечная энергетика получила активную государственную поддержку и стремительно развивается.

Опыт этих стран показывает, что при определенных климатических, экономических и политических условиях солнечная энергетика уже сегодня может стать реальным конкурентом традиционной энергетике.

Количество солнечной энергии, поступающей на Землю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и других энергетических ресурсов, в том числе возобновляемых. Использование всего лишь 0,0125% солнечной энергии могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0,5% – полностью покрыть потребности в будущем. Потенциал солнечной энергии настолько велик, что, по существующим оценкам, солнечной энергии, поступающей на Землю каждую минуту, достаточно для того, чтобы удовлетворить текущие глобальные потребности человечества в энергии в течение года.

По используемому принципу преобразования солнечной энергии солнечные энергоустановки делятся на фотоэлектрические, реализующие метод прямого (безмашинного) преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлектрических преобразователей (ФЭП, или «солнечная батарея», «солнечный модуль»), и термодинамические, в которых солнечная энергия преобразуется сначала в тепло, которое в термодинамическом цикле тепловой машины, в свою очередь, преобразуется в механическую энергию, а затем в генераторе – в электрическую. Наиболее широкое распространение в мире получили именно солнечные фотоэлектрические установки (СФЭУ).

Рисунок 1.

Прогноз энергетического баланса в мире до 2100 года. 1 ЭДж = 278 млрд кВт*ч, 100 ЭДж = Годовое потребление США

В России практическое использование солнечной энергии крайне ограничено, несмотря на широкие исследования, которые проводились и проводятся в этом направлении. В стране существует лишь несколько производств солнечных модулей, которые являются основой солнечных фотоэлектрических установок (СФЭУ) различных
типов, и очень ограниченный сегмент потребителей, готовых приобретать СФЭУ. Осведомленность о существовании и возможностях солнечной энергетики находится на низком уровне, отсутствуют законодательные нормы, поддерживающие производство и использование СФЭУ.

Сегодня возникает одновременно целый ряд проектов по созданию и развитию производства СФЭУ в России. Проект строительства завода по производству солнечных модулей на базе передовой тонкопленочной технологии в Чувашской Республике (г. Новочебоксарск), реализуемый компанией «Хевел», – один из таких широкомасштабных проектов. Производственная мощность завода, запуск которого запланирован на конец 2011 года, составит около 1 млн модулей (130 МВт) в год.

Рисунок 2.

Среднегодовая дневная сумма солнечной радиации, приходящей на оптимально ориентированную поверхность

Российская Федерация обладает огромным потенциалом использования солнечной энергии. Регионы юга России, Дальнего Востока и Забайкалья отличаются высоким уровнем солнечной радиации (инсоляции), сравнимым с южными регионами Европы, где солнечная энергетика уже получила интенсивное развитие (Данные Института высоких температур (ИВТ) РАН, 2003, рисунок 2).

К примеру, в Германии, на большей части которой уровень солнечной инсоляции значительно ниже, только в 2010 году было установлено более 8 ГВт СФЭУ. Это вдвое больше, чем мощность самой крупной в России атомной электростанции – Ленинградской АЭС, и сравнимо с совокупной мощностью всех электростанций Московского региона, принадлежащих ОАО «Мосэнерго» (11,9 ГВт). Всего же, по различным оценкам, в Германии установлено около 15–20 ГВт СФЭУ, а общая установленная мощность СФЭУ в мире – около 40 ГВт по состоянию на конец 2010 года.

Рисунок 3.

Цена (тариф) на электроэнергию для конечных потребителей. Данные ФСТ РФ,

анализ компании Branan с учетом расчета себестоимости выработки электроэнергии с помощью дизельных генераторов в труднодоступных районах

К факторам, которые в различной степени влияют на разви тие СЭ в РФ , можно отнести следующие:

Климатические условия. Данный фактор влияет не только на год достижения сетевого паритета, но и на выбор той технологии СФЭУ, которая наилучшим образом подходит для конкретного региона.

Государственная поддержка. Наличие законодательно установленных экономических стимулов к развитию солнечной энергетики оказывает решающее значение на
ее развитие. Среди видов государственной поддержки, успешно применяющихся в ряде стран Европы и США, можно выделить: льготный тариф для СЭС, субсидии на строительство СЭС, различные варианты налоговых льгот, компенсация части расходов по обслуживанию кредитов на приобретение СФЭУ.

Стоимость СФЭУ. Сегодня солнечные электростанции являются одними из наиболее дорогих используемых технологий производства электроэнергии. Однако по мере снижения стоимости 1 кВт*ч выработанной электроэнергии солнечная энергетика становится конкурентоспособной. От снижения стоимости 1Вт установленной мощности СФЭУ (~3000$ в 2010 году) зависит спрос на СФЭУ. Снижение стоимости достигается за счет повышения КПД, снижения технологических затрат и снижения рентабельности производства (влияние конкуренции). Потенциал снижения стоимости 1 кВт мощности зависит от технологии и лежит в диапазоне от 5% до 15% в год.

Экологические нормы. На рынок солнечной энергетики положительно может повлиять ужесточение экологических норм (ограничений и штрафов) вследствие возможного пересмотра Киотского протокола. Совершенствование механизмов продажи квот на выбросы может дать новый экономический стимул для рынка СФЭУ.

Баланс спроса и предложения электроэнергии. Реализация существующих амбициозных планов по строительству и реконструкции генерирующих и электросетевых
мощностей компаний, выделившихся из РАО «ЕЭС России» в ходе реформы отрасли, существенно увеличит предложение электроэнергии, может усилить давление на цену
на оптовом рынке электроэнергии. Однако выбытие старых мощностей и одновременное повышение спроса повлечет за собой увеличение цены.

Наличие проблем с технологическим присоединением. Задержки с выполнением заявок на технологическое присоединение к централизованной системе электроснабжения являются стимулом к переходу к альтернативным источникам энергии, в том числе к СФЭУ. Такие задержки определяются как объективной нехваткой мощностей, так и неэффективностью организации технологического присоединения сетевыми компаниями или недостатком финансирования технологического присоединения из тарифа.

Инициативы местных властей. Региональные и муниципальные органы управления могут реализовывать собственные программы по развитию солнечной энергетики
или, более широко, возобновляемых/нетрадиционных источников энергии. Сегодня такие программы уже реализуются в Красноярском и Краснодарском краях, Республике
Бурятия и др.

Развитие собственного производства. Российское производство СФЭУ может оказать положительное влияние на развитие российского потребления солнечной энергетики. Во-первых, благодаря собственному производству усиливается общая осведомленность населения о наличии солнечных технологий и их популярность. Во-вторых, снижается стоимость СФЭУ для конечных потребителей за счет снижения промежуточных звеньев дистрибьюторской цепи и за счет снижения транспортной составляющей.

Важным фактором развития СЭ является сравнение себестоимости электроэнергии, полученной от СФЭУ, со стоимостью электроэнергии, полученной из традиционных источников. Показателем перспективности СЭ, а соответственно и экономической целесообразности применения СФЭУ, в регионе является достижение паритета (равенства) вышеуказанных стоимостей.

Для централизованных потребителей используется термин «сетевой паритет», который означает:

• для генератора: равенство себестоимости электроэнергии, вырабатываемой генератором, и оптового тарифа на электроэнергию (тарифа, по которому традиционная,
«большая» генерация поставляет электроэнергию в сеть);

• для потребителя: равенство себестоимости электроэнергии, вырабатываемой СФЭУ, и розничного тарифа на электроэнергию (тарифа, по которому энергосбытовая компания поставляет электроэнергию конечным потребителям).

Для автономных потребителей в труднодоступных регионах, где нет доступа к общей электрической сети, паритет означает равенство себестоимости электроэнергии, вырабатываемой СФЭУ, и себестоимости электроэнергии, вырабатываемой дизель-генераторами. При этом в некоторых регионах РФ, где существует большая доля дизельной генерации, сетевой паритет уже достигнут.

По оценке Branan, составленной на основе данных Infomine Research Group и экспертов рынка, совокупный парк (установленная мощность) СФЭУ на конец 2008 года составил 4,3 МВт. По оценке исследования, проведенного в рамках программы TACIS (Программа содействия развитию экономических и политических связей Европейского союза со странами Восточной Европы, Кавказа и Средней Азии – Tacis – была инициирована Евросоюзом в 1991 году. Изначально название программы представляло собой английскую аббревиатуру Technical Assistance for Commonwealth of Independent States (Техническое содействие Содружеству Независимых Государств) – TACIS, однако, после того как сфера действия программы распространилась за пределы СНГ, было принято написание Tacis) в 2009 году, возобновляемая энергетика в России при наличии правовой поддержки и экономического участия государства может стать в перспективе важнейшим энергетическим сектором страны с реальным вкладом в суммарное производство электроэнергии и тепла на уровне 30–35% уже к 2030 году, из которых 15–20% может обеспечить гидроэнергетика, до 5–7% – ветроэнергетика, до 10% – биоэнергетика и до 5% – геотермальная и солнечная энергетика. В рамках данного исследования подтверждается, что важность развития новых энергетических направлений на базе ВИЭ в России, помимо большого энергетического, экономического, экологического эффекта, связана с возрождением и дальнейшим развитием высокого технологического и индустриального уровня страны, созданием новых рабочих мест, развитием образовательного и интеллектуального уровня населения.

Источник: www.energy-fresh.ru

Cодержание

Главная