Альтернативные источники энергии: лидеры и перспективы

Альтернативные  источники энергии: лидеры и перспективы

Тема возобновляемых источников энергии давно не является новой. Газ и нефть становятся дороже, их потребление растет, да и  экологическая ситуация остается напряженной  – все эти факторы заставляют искать альтернативные пути.

Прогресс в данной области  очевиден. Существуют развитые, испытанные и давно применяемые направления: солнечная энергия, энергия ветра, даже энергия мусора. Тем не менее, во всей мировой энергетике процент  альтернативных источников невелик. На первый взгляд, это может вызвать  недоумение, однако на самом деле причины  достаточно медленного развития просты.

Дело даже не в нежелании  поставщиков нефти и газа получать дополнительных конкурентов – они  пока на недостижимом для конкуренции  уровне. Задержка вызвана скорее новизной самих технологий использования  альтернативных источников. На сегодняшний  день их цена достаточно высока, а это  в сочетании с относительно недолгим опытом использования, подразумевает  значительные риски. На данный момент нельзя с уверенностью сказать, как  быстро окупиться крупный проект по использованию альтернативных источников.

А речь идет именно о крупных  проектах государственного масштаба. На уровне отдельных домохозяйств альтернативные источники уже прочно заняли свою нишу, тогда как на уровне страны существует опасность получить слишком  дорогую, пусть и экологически чистую энергию.

Проще говоря, для дальнейшей адаптации альтернативных источников нужна стабильная экономика, так  что мировой финансовый кризис нововведениям  не способствовал. Сегодня лидером  в сфере использования возобновляемых ресурсов можно считать Китай: в  планах этой страны немало подобных проектов. Западные страны действуют не так  уверенно, но все же прогресс очевиден и здесь.

Вдохновляющим примером могут  послужить успешные проекты –  крупнейшие станции, основанные на альтернативных источниках энергии. Каждая из них является лидером в своей сфере, показателем  того, что риск был оправданным. Немалую  роль в этом сыграли не только инновационные  технологии, но и природные условия  каждой из стран, и полученный ими  опыт можно считать бесценным  в международном масштабе. Интересно  также обратить внимание на то, какие  из лидеров (а следовательно, и из видов альтернативных источников энергии в рамках отдельно взятой станции) получают наибольший объем энергии. 

Энергия волн доступна лишь странам, имеющим выход к морю или океану. Следует отличать энергию волн от энергии прилива – энергия волн больше. Это малоисследованное направление, обладающее, однако, значительным потенциалом, ведь волны – это однозначно возобновляемый источник энергии. Тем не менее, если воспринимать их как объединенную энергию ветра и, в некотором смысле, Солнца, можно сделать вывод, что энергия волн в принципе не может быть мощнее солнечной. Поэтому и среди крупнейших станций по получению энергии из альтернативных источников ферма волновой энергии в Агусадоре, Португалия, занимает последнее место.

Вернее, занимала, ведь сейчас она не функционирует. Агусадора стала первым и, на данный момент, единственным коммерческим проектом по получению энергии волн. Ферма начала свою работу в 2008 году. Энергия собиралась через систему труб, электричество вырабатывалось благодаря гидравлическому давлению.

Агусадора проработала недолго, в том же году возникли серьезные технические неполадки, приведшие к временному закрытию проекта. Проблемы были устранены, но ферма все равно бездействовала из-за финансовых проблем компании-владельца. На сегодняшний день система Агусадоры считается устаревшей, у берегов Шотландии уже тестируются обновленные машины. Определенно – будущее у данной сферы есть, ведь сам по себе источник стабилен и постоянен. Но для дальнейшего развития и, что самое главное, коммерческой рентабельности необходимы инновационные технологии. 

Что любопытно, даже при теоретическом  превосходстве энергии волн, энергия приливов на сегодняшний день используется активней. Связано это в первую очередь с тем, что принцип работы в данном случае привычней: водяные мельницы применялись человеком веками, пусть и не для получения электричества. В случае с приливными ГЭС, суть работы не сильно изменена: во время прилива вода вращает цилиндрические турбины. Сложность заключается в том, что для постройки таких ГЭС нужна активная система приливов.

Нынешним лидером в  получении приливной энергии  является электростанция в Бретани, Франция. Она была открыта в 1966 году и обладает мощностью 240 МВт. Впрочем, в ближайшее время лидерство  может перейти к Южной Корее, где уже завершается проект мощностью 254 МВт.

Несколько иначе дела обстоят  с солнечной энергией. Если учитывать, что Солнце можно представить чуть ли не как энергию в чистом виде, становится понятно, насколько перспективно это направление. Однако солнечная энергия – это не единое направление, существуют ее подвиды. Среди них наименьшим потенциалом в настоящий момент обладает энергия фотоэлементов.

Сама по себе система использования  фотоэлементов поражает своей простотой, для сбора энергии используются неподвижные щиты, с помощью которых  фотоны, извлекаемые из солнечных  лучей, превращаются в электроны. Но есть проблема – сбор необходимого объема фотонов. Самая крупная из существующих ныне станций, расположенная  в испанском муниципалитете Ольмедилья-де-Аларкон, обладает мощностью всего в 60 МВт. Впрочем, ситуация может измениться уже в ближайшее время, ведь сразу несколько стран заявили о готовности строить солнечные электростанции, основывающиеся на использовании фотоэлементов. Лидирует Китай, который собирается создать гигантскую солнечную ферму мощностью 2 000 МВт уже к 2019 году.

А вот солнечная термальная энергия гораздо более распространена и апробирована во всем мире. Принцип ее работы – преобразование энергии солнечных лучей в тепло. В масштабах домохозяйств эта энергия дает тепло и горячую воду, в масштабах станций – превращает подогретую воду в пар, вращающий турбину.

На сегодняшний день самая  крупная станция, работающая на солнечной  термальной энергии, расположена в  пустыне Мохаве, штат Калифорния, США. Она была открыта в 1990 году, ее мощность оценивается в 354 МВт. И вновь среди  прогнозируемых лидеров Китай, который  собирается строить серию станций  по получению термальной энергии  Солнца общей мощностью в 2 000 МВт.

Ветряная энергия также среди лидеров в плане альтернативных источников, она достаточно продуктивна. В целом, энергию ветра можно разделить на оффшорную (морской ветер) и оншорную (континентальный ветер). Оффшорная энергия обычно связана со станциями меньшей мощности, но ее потенциал нельзя не отметить. Лидер здесь меняется каждый год. Еще в 2009 им являлась датская компания, а сегодня на первом месте уже оффшорная ветряная ферма мощностью 300 МВт в британском графстве Кент, открытая в 2010 году. Европейская ассоциация энергии ветра предполагает, что к 2020 году общая мощность получаемой странами ЕС оффшорной энергии достигнет 40 000 МВт – довольно смелое заявление, если учитывать, что сейчас общая мощность этого вида энергии составляет 1 500 МВт.

Прогнозы в отношении оншорного ветра еще оптимистичней, ведь уже сегодня одна такая ферма приносит гораздо больше энергии, чем оффшорная. Это связано с большей доступностью в плане территориального расположения – континентальный ветер не требует доступа к морю. В настоящее время оншорная ветряная энергия особенно популярна в США, мировые лидеры меняются в основном внутри страны. Сегодня это ветряная ферма мощностью 782 МВт, открытая в Западном Техасе в 2009 году. Но и здесь чувствуется конкуренция Китая: в стране разрабатываются грандиозные планы по созданию ветряного коридора общей мощностью 20 000 МВт.

Особую категорию представляет собой геотермальная энергия. Ее возможностями ученые из США заинтересовались еще в 1921 году, но коммерческое использование энергии гейзеров отсрочилось вплоть до 1960 года. Сегодня комплекс геотермальных ЭС в Северной Калифорнии обеспечивает около 1 000 МВт электричества. Это очень выгодная, чистая энергия, но проблема в самих гейзерах – далеко не все страны имеют их на своей территории. 

Немало разговоров ведется  на тему использования мусора в качестве топлива, и здесь есть разные разработки. Простейший способ получить энергию из мусора – сжечь его и использовать тепло. Но простейший он только в плане принципа работы, в отношении экологии такой путь не просто небезопасен, а губителен. Дело в том, что мусор используется как традиционное топливо, но не становится равносильным ему. При сжигании отходов идет значительный выброс в атмосферу веществ, способных нанести серьезный вред окружающей среде, поэтому приходится задуматься о системе фильтров, а это недешевое удовольствие. Крупнейший в мире завод по получению энергии из мусора находится в нидерландском городе Розенбург и функционирует он с 1972 года. За столь долгий срок система безопасности на этой станции мощностью 108 МВт прошла все проверки. Тем не менее, работает она по принципу сжигания мусора, тогда как более перспективным считается извлечение из мусора газа – направление, которое сегодня активно изучается.

Ситуация с использованием энергии биомассы близка к ситуации с мусором, простейшим способом здесь также является сжигание растительных отходов для вращения турбины. Однако такой подход неразрывно связан с малым размером ЭС, работающих на биомассе, ведь объем топлива в регионе, из которого экономически выгодно везти такое сырье, ограничен (скажем, доставить уголь для завода с такой же мощностью не в пример выгодней). Будущее биоэнергии, как считают многие эксперты, также связано не со сжиганием, а с получением газа. Хотя крупнейшим предприятием в этой сфере по-прежнему остается завод в финляндской провинции Остроботния, вырабатывающий 240 МВт электричества за счет сжигания биомассы.

Сотни частных коттеджей и дач в Беларуси уже используют альтернативные источники энергии, но пока они доступны лишь очень состоятельным гражданам. Еще недавно установить ветряк или солнечную батарею было большой проблемой. Их просто негде было взять. Сегодня оборудование для использования природной энергии предлагают десятки фирм, но даже сами продавцы откровенно говорят, что в наших условиях оно может окупаться десятки лет. 
 
Те, кто считает природную энергию бесплатной, глубоко заблуждаются. Практически все оборудование поступает к нам из-за границы и проходит долгую цепочку наценок. К стоимости прибавляется таможенная пошлина, НДС, надбавка поставщика, фирмы, которая возьмется за монтаж. В итоге белорусскому потребителю любая установка, будь то ветряк или солнечная панель, обойдется значительно дороже, чем европейцу. 
Но это не значит, что на возобновляемой энергетике для частных потребителей в Беларуси можно поставить крест. Есть случаи, когда обойтись без альтернативных источников практически невозможно. 
 
Отопление из скважины 
 
Самый популярный вид альтернативной энергии у владельцев частных домов — геотермальная. Для ее получения бурится скважина и устанавливается тепловой насос. Системе достаточно закачать из недр жидкость температурой всего около десяти градусов, а специальные тепловые насосы способны забрать у нее энергию и нагреть воду в доме до температуры 50—60 градусов. Поясняя принцип работы тепловых насосов, эксперты часто используют выражение “холодильник наоборот”. Закаченная из недр вода охлаждается на несколько градусов, а освобожденная при этом энергия используется для отопления коттеджа или подогрева воды в кране. 
 
По экспертным оценкам, в частном секторе Беларуси установлено несколько сотен тепловых насосов. Их владельцы отапливают свои дома и получают горячую воду без использования газа, дров и другого топлива. Единственный ресурс, который им приходится затрачивать — электроэнергия для работы оборудования. Одного киловатта достаточно, чтобы добыть из-под земли 4—5 киловатт тепловой энергии. 
 
Найти фирму, готовую установить такое оборудование, не составит труда. Некоторые из них работают с клиентами во всех регионах страны. Сложность возникнет скорее с ценой. Геотермальное отопление для коттеджа площадью 150 квадратных метров с установкой немецкого оборудования обойдется примерно в 20—25 тысяч евро. Срок службы оборудования — более 30 лет. Но при действующих ценах на энергоносители примерно таким же будет и срок окупаемости. 
 
— Интерес к использованию возобновляемой энергии в Беларуси очень высок, но мы призываем наших клиентов реально смотреть на вещи и не гнаться за европейской модой, — говорит Владимир Потещенко, заместитель директора одной из минских фирм, поставляющих на наш рынок энергосберегающее оборудование, в том числе тепловые насосы и солнечные коллекторы. — Экономически возобновляемые источники оправданны лишь в том случае, если рядом нет газопровода или электросетей. Таких заказов к нам поступает лишь пять процентов от общего количества. 
 

Солнечная арифметика 
 
В нашей стране в среднем 51 ясный день в году. А на один квадратный метр земли в год поступает примерно тысяча киловатт солнечной энергии, что эквивалентно 100 литрам дизельного топлива или 100 кубометрам природного газа. Тем не менее солнечные батареи на крышах наших домов можно встретить нечасто. Но при желании установить их можно. Цена системы из двух батарей, аккумуляторов и блока управления европейского производства доходит до 30 тысяч евро. На солнечные батареи поступают лишь единичные заказы. Зато активно начали использовать энергию светила государственные и частные предприятия в местах, где нет электросетей. 
 
Среди частных потребителей больше распространены солнечные коллекторы для нагрева воды. Накопленная энергия аккумулируется в специальных бойлерах, поэтому пользоваться теплой водой можно даже ночью. Коллекторы приносят эффект летом и в межсезонье. Причем они улавливают солнечное тепло даже в пасмурную погоду, но с меньшей эффективностью. 
 
Для небольшого частного дома достаточно двух солнечных установок. Они монтируются на крыше и могут обеспечить до 70 процентов потребности в горячей воде семьи из 3—4 человек. Стоят коллекторы 12—16 миллионов рублей. По мнению специалистов, это наиболее доступный и быстроокупаемый вариант использования возобновляемой энергии в нашей стране. 
 
— Подогревать воду от солнца мы решили совершенно случайно после просмотра ролика на “Евроньюс”, — делится опытом Дмитрий Барбарчик, владелец коттеджа в частном секторе Бреста. — Давно хотели внести свой вклад в развитие “зеленого” направления, и два года назад на нашей крыше появились два солнечных коллектора немецкого производства. Продавец обещал, что их можно использовать для подогрева воды и зимой, но на практике это не подтвердилось. В холодную пасмурную погоду автоматически включается электрический бойлер, так что горячая вода в доме есть всегда. Зато практически все лето мы используем энергию солнца, чем я лично очень горжусь. 
 
Навстречу ветру 
 
В таких странах, как Дания, Германия, Австрия, “ветряки” стали частью местного пейзажа. У нас в частном секторе их можно встретить лишь в самодельном исполнении. Но скоро ситуация может поменяться — на то есть две веские причины. Во-первых, завод в городе Барань (Оршанский район) выпустил опытный образец отечественной ветроустановки для обеспечения электроэнергией частных коттеджей. Он проходит испытания и уже в этом году должен поступить в продажу. А во-вторых, Европа обновляет свой ветропарк и бывшие в употреблении агрегаты начали поступать в том числе и на наш рынок. Цена их значительно ниже новых. Один киловатт установленной мощности стоит примерно 1000—1200 евро. Для обеспечения частного дома электроэнергией от ветра придется потратить не менее 10 тысяч евро. 
 
— К нам часто обращаются люди, которые купили за рубежом ветроагрегат или солнечную батарею, а они практически не работают в наших условиях, — отметил исполнительный директор ассоциации “Возобновляемая энергетика” Владимир Нистюк. — Поэтому перед тем как устанавливать оборудование, необходимо изучить особенности местности и проконсультироваться с опытными специалистами, иначе траты будут бессмысленными. А вообще вначале нужно утеплить стены современными материалами и приобрести энергоэффективные бытовые приборы. Бессмысленно обеспечивать коттедж возобновляемыми источниками энергии, если в нем промерзают стены и используются “лампочки Ильича”. 
 
В перспективе 25—30 процентов энергии Беларусь сможет получать из возобновляемых источников, уверен специалист, но без государственной поддержки достичь такого высокого показателя невозможно. К примеру, в европейских странах на покупку оборудования для использования возобновляемой энергии выделяются субсидии, беспроцентные кредиты, предусмотрены налоговые льготы. Таким образом государство инвестирует в свою энергетическую безопасность и обеспечивает устойчивое развитие. К сожалению, у нас пока ситуация обратная. К примеру, тепловые насосы облагаются пятнадцатипроцентной таможенной пошлиной, по полной снимается и НДС. А владельцы коттеджей скрывают, что они используют геотермальную энергию опасаясь, что Энергонадзор им в разы повысит тариф, посчитав, что дом отапливается электричеством. 
 
Остается надеяться, что со временем ситуация изменится и помимо экологических появятся и весомые экономические стимулы использовать возобновляемые источники энергии. В начале своего появления и мобильные телефоны размером с кирпич стоили более тысячи долларов. Буквально за пару лет они подешевели в десять раз. Можно предположить, что такой же обвал цен произойдет и в “зеленой” энергетике и уже через лет пять обычный белорус сможет посмотреть на тепловой насос или солнечную батарею как потребитель.