Здравствуйте, уважаемые Подписчики!

Для начала хочу проинформировать Вас, что на сайте  "Комитета энергосбережения и экологии" открыт раздел "РЕАЛЬНО!", в котором мы будем размещать информацию от членов нашей организации и наших партнеров о новых проектах, научных разработках и продуктах, которые представляют интерес с точки зрения экономии энергоресурсов, но не находят широкого применения в силу вполне прозаического отсутствия достаточного финансирования. Эти проекты, на наш взгляд, могут стать информационной базой инвестиционных и инновационных проектов нашего региона, информационной базой для руководителей, специалистов и потенциальных инвесторов.

Если Вы или Ваши партнеры готовы стать члеами нашей организации и разместить на нашем сайте информацию о Ваших разработках, технологических новациях, если Вы ищете инвестиционно-привлекательные проекты в области энергосбережения, заходите на наш сайт.

С уважением,

Сергей Головский, председатель правления ОО "ЭНЭКО"

А в содержательной части нашей рассылки я вновь хочу затронуть тему потенциала альтернативной энергетики в Украине. И статья, предлагаемая Вашему вниманию, посвящена сегодня возможностям, перспективам и проблемам ветроэнергетики.

Ветроэнергетика в Украине

В XXI столетии развитыми будут те страны, где интенсивно развивается ветроэнергетика.

(Программа ООН развития мировой энергетики)

На протяжении около 30 лет, настойчиво и последовательно продвигая концепцию устойчивого развития, Западная Европа поддерживает статус высокоразвитого и заботящегося об окружающей среде региона Мира. Позитивное совмещение экологических и экономических составляющих развития достигается за счет широкого применения инвайронментальных технологий, лидером в развитии которых считается Европейский Союз. К последним относятся: технологии водоочистки, утилизации мусора, очистки выбросов, комплексные ресурсо- и энергосберегающие технологии. Однако наиболее динамически развиваются технологии использования возобновимых источников энергии. Исчерпав значительную часть ископаемых энергоносителей, испытав топливно-энергетический кризис 70-х годов и вспомнив о вековых традициях использования естественных сил природы (энергии ветра, солнца, поверхностных вод, растений и внутреннего тепла Земли), Западная Европа стала быстрыми темпами развивать энергетику на возобновимых и неисчерпаемых источниках – альтернативную энергетику, ключевая роль в которой принадлежит ветроэнергетике как самому дешевому среди возобновимых источников энергии.

К 2000 году суммарная мощность ветровых электростанций Европейского Союза составляла 8000 МВт, увеличившись за десятилетие в 15 раз. Самые быстрые темпы роста характерны для Германии, которая за последнее десятилетие ежегодно увеличивала свои ветроэнергетические мощности на 20-50%, обогнав в конце 90-х годов Данию, на то время мирового лидера развития ветроэнергетики.

История развития ветроэнергетики в мире

Хотя приземные ветры дуют не всегда, меняют свое направление, а их сила непостоянна, ветродвигатель представляет собой одну из древнейших машин для получения энергии из природных источников. Из-за сомнительной надежности древних письменных сообщений о ветродвигателях не вполне ясно, когда и где такие машины появились впервые. Но, судя по некоторым записям, они существовали уже до VII веке н. э. Известно, что в персы в Х веке с помощью ветряков мололи зерно, причем их ветряные мельницы вращались на вертикальной оси. В Западной Европе первые ветряки появились в конце ХII века. В течение XVI века окончательно сформировался шатровый тип голландской ветряной мельницы, причем голландцы использовали их не только для перемалывания зерна, но и для откачки воды с обвалованных понижений ландшафта, на которых они выращивали сельскохозяйственные культуры. Лопасти голландских ветряков по длине уже тогда достигали 12 метров. Большое количество ветряных мельниц в Голландии, которым ныне более 500 лет, находятся в рабочем состоянии. Такие мельницы есть и в Англии. Особых изменений в их конструкции не наблюдалось вплоть до начала XX века, когда в результате исследований были значительно усовершенствованы формы и покрытия крыльев мельниц. Поскольку низкооборотные машины громоздки, во второй половине XX века стали строить высокооборотные ветродвигатели, т. е. такие, ветроколеса которых могут совершать большое число оборотов в минуту с высоким коэффициентом использования энергии ветра за счет инерционности вращения.

Современная ветроэнергетика является одной из наиболее развитых и перспективных областей нетрадиционной энергетики. В Программе ООН развития мировой энергетики, в частности, подчеркивается, что в XXI столетии развитыми будут те страны, где интенсивно развивается ветроэнергетика. В соответствии с оценками Всемирного энергетического совета по «минимальному» и «максимальному» вариантам развития нетрадиционной энергетики, вклад ветровой энергетики в общее производство энергии в мире на 2020 год будет составлять 122 и 307 млн. т условного топлива соответственно. В настоящее время ветроэнергетика используется более чем в 30 странах. Большие ветроэнергетические проекты реализуются в Китае, Швеции, Ирландии, Новой Зеландии, Швейцарии, Канаде, Германии, США, Испании, Дании. Суммарная установленная мощность ветроэнергетических установок в мире в 1999 году составляла уже 13900 МВт.

Ветроэнергетика в Украине

В начале ХХ века в России было более 200 тысяч ветряных мельниц, на которых вырабатывали около 95% муки. Десятки тысяч из них функционировали в Украине. Но дальше прямого преобразования одной механической энергии в другую дело так и не пошло.

Первая в мире ветроэлектростанция была сооружена в Крыму в 1931 году. Ее мощность составляла 110 кВт. Она проработала до 1941 года. Наряду с этим широко использовались небольшие ветроагрегаты мощностью до нескольких киловатт. Годовое производство ветроагрегатов мощностью до 5 кВт на Херсонском заводе сельскохозяйственных машин достигало 2 тысяч в год. Вообще же в 30-х годах развитию ветроэнергетики в Советском Союзе уделялось значительное внимание: исследовались и разрабатывались новые типы ветродвигателей, составлялся кадастр ветровых ресурсов СССР. Но в 40-х годах научились использовать атомную энергию, в 1954 году под Москвой была построена первая в мире атомная электростанция, и в этой эйфории новых возможностей об использовании энергии ветра забыли на 40 лет.

В конце 80-х годов, в условиях после Чернобыльской катастрофы и одновременно нарастающего энергетического кризиса, возрастания статуса ветроэнергетики в мире как экологически чистого источника энергии, в Советском Союзе возобновились работы над созданием эффективных ветродвигателей мощностью 30, 60, 100, 250, 1000 и даже 1500 кВт. В 1986 году под Киевом была построена первая экспериментальная ВЭС мощностью 160 кВт. В 90-х годах планировалось строительство ряда ветроэнергетических станций: вблизи Ленинграда (25 мВт), в Казахстане (15 мВт), Крыму (12,5 мВт), Дагестане (6 мВт), однако после развала СССР эти планы не реализовались.

Независимая Украина вскоре осознала, что такое энергетический кризис, импортируя 78% необходимого природного газа и 87% нефти из России, которая повысила на них цены. Платежи за энергоносители стали головной болью национальной экономики, так как они составили 50% стоимости украинского импорта. Вместо курса на альтернативную энергетику и энергосбережение путем приобретения и развития высоких технологий, страна пошла по пути подавления энергоемких производств, а энергогенерирующие фирмы пошли по пути приобретения технологического «сэконд хэнда», усугубив критическое состояние экономики. Была реабилитирована атомная энергетика как самая дешевая по прямым затратам на производство энергии, несмотря на то, что ежегодные косвенные затраты государства на атомную энергетику (на Чернобыльскую проблему) составляли 700 млн. дол. В 1993 году был отменен мораторий на строительство новых атомных мощностей. Указом Президента 1994 года предполагалось введение через 2-3 года новых мощностей АЭС. Но западные страны как основные кредиторы страны выступили против такого направления развития энергетического комплекса Украины и указали на свой опыт разрешения энергетических кризисов посредством реструктуризации энергоемких производств, использования энергосберегающих технологий, эффективного применения инструментов инвестиционной, налоговой и тарифной политики, а также развития энергетики на возобновимых источниках энергии. Так и не достроив новых атомных мощностей, но закрыв Чернобыльскую АЭС, Украина поставила себя в еще более сложное положение и лишь частично воспользовалась предложенной схемой реструктуризации энергетики.

В 1993 году в Крыму в районе залива Донузлав была запущена в эксплуатацию ветроэлектростанция, использующая ветроагрегаты USW-56-100 мощностью 100 кВт, изготавливаемые по американской лицензии. На середину 2001 года был установлен 101 ветроагрегат общей мощностью 10,9 МВт. За сутки электростанция вырабатывает от 10 до 100 тыс. кВтч в зависимости от природных условий. Эти ветроагрегаты оказались неприемлемыми. При строительстве электростанции ветропотенциал территории, как выяснилось позже, был значительно завышен: электростанция вырабатывает значительно меньше электрической энергии, чем ожидалось. И отчасти поэтому реальная себестоимость электроэнергии на Донузлавской ВЭС в 2,5-3 раза превысила расчетную (хотя то же самое наблюдается, в общем, и за рубежом).

Сейчас в Украине работают Аджигольская, Асканиевская, Донузлавская, Новоазовская, Сакская, Трускавецкая ВЭС с введенной в действие мощностью 24 МВт.

Ветроэнергетика является составной частью Национальной энергетической программы Украины. По Указу Президента от 1996 года в Украине действует Комплексная программа строительства ветровых электростанций. Целью программы является производство ветроагрегатов и строительство промышленных ВЭС в составе электроэнергетических систем. В соответствии с этой программой до 2010 года предусмотрено строительство ВЭС суммарной установленной мощностью 1990 МВт и достижение при этом производства электроэнергии около 5,3 млрд. кВтч. ежегодно, что позволит экономить почти 2 млн. т условного топлива в год.

С целью стимулирования развития ветроэнергетики Верховная Рада Украины 8 июня 2000 года приняла Закон Украины "Об изменениях в некоторых Законах Украины относительно стимулирования развития ветроэнергетики". Внесены изменения в Закон Украины "Об электроэнергетике", на основе чего формируются специальные средства как отчисления от тарифа на электроэнергию в размере 0,75%, что составляет около 20 млн. дол. в год.

Ветропотенциал территории Украины

Среднегодовая скорость ветра в приземном слое на территории Украины достаточно низкая – 4,3 м/с. Многие ветроагрегаты начинают вырабатывать промышленный ток начиная со скорости ветра 5 м/с. Если учитывать, что они могут использовать энергию ветра до высоты 50 м (на некоторой высоте от поверхности скорость ветра возрастает), то энергетический потенциал на территории Украины составляет гигантскую величину 330 млрд. кВт и превышает установленную мощность электростанций Украины в 6 тысяч раз. Разумеется, никто не допускает мысли о возможности его полного использования, но все равно эта величина впечатляет. Хотя, следует отметить, что это ориентировочные расчетные данные, поскольку прямые измерения скорости ветра на высотах выше мачты флюгера единичны.

Ветровые условия района относительно использования ветра определяются ветроэнергетическим кадастром, который включает различные показатели скорости ветра, обусловленные результатами многолетних наблюдений: среднегодовые и среднемесячные скорости ветра; повторяемость скорости ветровых направлений на протяжении года, месяца, суток.

С уменьшением влияния теплых и влажных атлантических воздушных масс, которые поступают на территорию Украины с северо-запада, происходит усиление континентальности климата, что формирует благоприятные условия развития ветроэнергетики. На значение ветроэнергетического потенциала южных и юго-восточных территорий влияет также энергичное перемещение воздушных масс с Черного и Азовского морей, и кроме того – формирование ветров местного значения – в береговой зоне морей. Отдельно следует рассматривать горные территории Украины, для которых характерны большие скорости ветра.

Экономическая эффективность ветроэнергетики

Следует заметить, что на начальной стадии производства энергии (т.е. при монтаже оборудования) удельные затраты на кВт ветровой энергии и топливной энергии не имеют значительных отличий. Однако есть три обстоятельства, говорящие в пользу ветроэнергетики:

• эксплуатационные затраты на производство ветроэнергии существенно ниже;
• воздействие на окружающую среду тепловой энергетики несравнимо выше, чем ветровой – в этом смысле их даже нельзя сравнивать;
• с учетом постоянного совершенствования технологий можно прогнозировать, что в ближайшие десять-пятнадцать лет энергия ветра будет значительно дешевле традиционной энергии.

Считается, что традиционные энергетические предприятия производят энергию по относительно невысокой цене, составляющей около 2-4 центов за кВт*час. Но эта цена лишь при поверхностном взгляде кажется низкой, так как в ней не учитываются многочисленные составляющие косвенных издержек производства и потерь, перечисленные ниже. Следует принять также во внимание, что более 80% оборудования на ТЭС, ГЭС и АЭС исчерпало свой производственный ресурс ещё в 70-х годах прошлого века и нуждается в немедленной замене или реконструкции. Мероприятия по реновации энергооборудования только по Харьковской области будут стоить приблизительно 100 млрд. долларов.

Нами проанализировано образование цен на альтернативную энергию и топливную энергию. Вначале представим схему образования цены на топливную энергию. Она состоит из многочисленных начальных капиталовложений в строительство, монтаж оборудования, демонтаж после исчерпания ресурса, постройку очистных сооружений и многих составляющих себестоимости энергии, выработанной на топливной электростанции. В цену энергии включаются также установленный банком коэффициент дисконтирования и экстернальные затраты всех типов, начиная от локальных и заканчивая экстернальными отношениями между поколениями (в связи с исчерпанием ресурсов и ухудшением состояния среды).

Оценим теперь образование цены на альтернативную энергию. Количество составляющих цены на возобновимую энергию значительно меньшее, чем в топливной энергетике. Это объясняется тем, что при расчете цены альтернативной энергии выпадают такие составляющие, как капиталовложения в постройку очистных сооружений и на добычу топлива, почти до нуля снижаются капиталовложения в демонтаж оборудования при исчерпании ресурса ветроустановки, исчезают затраты на приобретение и транспортирование топлива и практически отсутствуют экстернальные затраты, а те, что имеют место (изменение облика ландшафта), не заслуживают внимания из-за весьма незначительного влияния.

Фактически тарифы на электроэнергию, выработанную украинскими ветроэлектростанциями, варьируют от 6,08 до 8,81 цента/кВтч для работающих ветроэлектростанций и от 5,3 до 5,9 цента/кВтч для строящихся ветроэлектростанций. Дополнительные приблизительные тарифные ставки (от 3,6 до 5,27 центов/кВтч) рассчитаны для тех же ветроэлектростанций при номинальной установленной мощности 25 МВ каждая.

Тем не менее средний тариф украинских ветроэлектростанций, находящихся в эксплуатации (около 7,4 цента/кВтч) довольно близок к европейским тарифным ставкам (около 7,5 цента/кВтч), хотя удельные затраты (капиталовложения, затраты по эксплуатации и ремонту) в Европе выше, чем в Украине.

Такая ситуация, по всей видимости, объясняется следующим образом:

• отсутствием полных достоверных данных о ветропотенциале на выбранных участках, а потому неоптимальным размещением ВЭС;
• использованием менее мощных и морально устаревших ветротурбин (107-500 кВт), к тому же устанавливаемых на приспособленных, а не фирменных основаниях, по сравнению с наиболее распространенными современными типами (600-800 кВт и более);
• недостаточным уровнем технического сервиса и ремонта оборудования ветроэлектростанций.

Проблемы развития ветроэнергетики

Проблемы ветроэнергетики Украины сводятся, как нам представляется, к нескольким аспектам. Прежде всего это монополизм традиционной энергетики, основанный на отработанности потоков энергоносителей, наличии необходимой инфраструктуры, но особенно – на колоссальной доле электростанций разного типа в национальном капитале.

Во-вторых, альтернативная энергетика требует иного мышления и другого рода квалификации кадров.

В-третьих, сказывается запущенность проблемы на национальном уровне, поэтому вторжение украинских производителей на мировой рынок ветроэнергетического оборудования должно пройти такой же тернистый путь, как их утверждение в авиастроении или ракетной технике. Но в отличие от указанных отраслей производства, располагающих высокоэффективными технологиями, в производстве ветроагрегатов «все схвачено», и пробиться можно, по мнению авторов, только с чем-то качественно новым.

В-четвертых, Украина сама подставила себе «подножку», приняв новый Земельный кодекс (и узаконив частную собственность на землю, розданную паеванием, т. е. практически бесплатно) до того, как было осуществлено межхозяйственное землеустройство, т. е. рациональное распределение земель, в том числе для природоохранных и ресурсосберегающих целей. Из-за этого, чтобы создавать государственные ВЭС, пришлось бы довольно часто покупать землю у частных владельцев (розданную им) или же довольствоваться приобретением энергии, произведенной силой ветра, у владельцев ветроферм (образно говоря, платить за ветер, хотя последний является одним из ресурсов свободного доступа).

Заключение

Ветроэнергетика – только одна сторона сложного сочетания энергоисточников на возобновимых и неисчерпаемых энергоносителях. Возможно, следовало бы показать их в комплексе, но это – тема будущего. Одновременно необходимо сосредоточить внимание на синергизме, который возможен, если такого рода установки и энергопроизводства образуют достаточно развитую территориальную сеть. Благодаря этому могут поддерживаться и некие средние показатели пространственно-временной изменчивости энергоносителей (например, некоторую среднюю скорость ветра или интенсивность солнечного сияния, несмотря на неустойчивость погодно-климатических условий).

Альтернативная энергетика – это дитя, которое борется за место под Солнцем с маститыми родителями – энергетикой на ископаемом топливе. Пока это лилипут в Стране Гулливеров. Но надолго ли?

А. В. Варивода, С. А. Величко, П. В. Яловол

Источник: http://ecohelp.com.ua/readarticle.php?article_id=20