Стихийная энергия

Фото: AP
Ветряную энергию, в отличие от солнечной, можно использовать каждый день. Особенно хорошо это понимают в континентальной Европе

       В этом году особенно ярко проявилось несовершенство централизованных систем энергоснабжения. Беспрецедентная энергетическая катастрофа в США и Канаде в августе и последовавшие за этим сбои в энергетических системах Великобритании, Грузии и других стран навсегда запомнились миллионам потребителей электричества. Впрочем, стать независимым от центрального рубильника может каждый. Для этого нужно обзавестись собственным генератором, который будет черпать энергию из так называемых нетрадиционных источников — ветра, Солнца, морского прибоя или тепла Земли.

Энергетическая альтернатива
       К нетрадиционным возобновляемым источникам энергии относятся Солнце, ветер, тепло Земли, биомасса, малые реки, моря и океаны, низкопотенциальное тепло, а также экологически чистые виды топлива. Европейская директива по возобновляемым источникам энергии, которая возведена в статус закона, а значит, обязательна для исполнения 15 государствами — членами Евросоюза, демонстрирует, насколько заметно изменился подход к структуре энергетики будущего со стороны ведущих европейских держав. Директива призывает к развитию возобновляемых видов энергии: уже к 2010 году доля энергии, произведенной в странах Евросоюза на основе экологически чистого метода получения, составит около 12% валовой выработки. При этом прогнозируемая доля традиционной электроэнергии в балансе стран Евросоюза составит 22%. Преимущества нетрадиционных источников перед электростанциями, работающими на угле или мазуте, очевидны — они вырабатывают энергию, не причиняя ущерба окружающей среде: не дымят, не шумят и не требуют дополнительно воды, потребности в которой на планете с каждым годом возрастают.
       Самые популярные в мире нетрадиционные источники, вырабатывающие электроэнергию,— это Солнце, тепло Земли и ветер. Выгоду от использования для освещения и обогрева энергии горячего пара или воды недр Земли на Западе поняли давно. Так, Исландия с 1943 года обеспечивает свои потребности в электричестве и тепле в основном за счет работы ГеоЭС. Ресурсной базой современных геостанций являются месторождения парогидротерм с температурой выше 150°C.
       Нетрадиционная энергетика — и сегодня распространенный на Западе вид бизнеса. По данным The Financial Times, англо-голландская Royal Dutch/Shell планирует ежегодно инвестировать от $500 млн до $1 млрд в солнечную и ветряную энергетику. Более того, Shell совместно с немецкими компаниями Siemens и E.On создала в прошлом году новое предприятие для поиска экономичных способов создания и эксплуатации солнечных батарей. А англо-голландская ВР — один из главных конкурентов Shell — рассчитывает к 2007 году продажами электроэнергии, добываемой от солнечных батарей, зарабатывать $1 млрд в год.
       Есть свои расчеты и у специалистов комитета по энергоэффективности при совете министров Белоруссии: создание в течение 10-15 лет сети ветроэнергетических установок, работающих на единую энергосистему, даст возможность ежегодно экономить до 250 тыс. тонн условного топлива на сумму около $15 млн.
       Проведение линий электропередачи к отдаленным населенным пунктам — процесс длительный и дорогостоящий. А чистые источники энергии не только общедоступны, но и выгодны с экологической точки зрения. Именно поэтому воспользоваться возобновляемыми источниками энергии решили китайцы. Еще в 2001 году без централизованного источника света и тепла проживало около 30 млн населения западных районов Китая, включая Тибет. Однако только в прошлом году государство инвестировало более 2,6 млрд юаней (около $314 млн) в строительство солнечных и ветряных энергоустановок и малых ГЭС — на сегодняшний день это, пожалуй, самый масштабный в мире проект электрификации отдаленных районов на основе использования нетрадиционных источников энергии.
       Не забыли об экологии при решении проблемы с электричеством и на Аляске: в августе здесь заработала крупнейшая в мире система накопления электроэнергии на базе аккумуляторной батареи, основанная на технологиях швейцарской компании ABB. Глава подразделения ABB Питер Смитс: "Недавнее отключение электроэнергии в США и Канаде указывает на крайнюю важность резервных источников электроэнергии. Новая резервная система стоимостью $30 млн позволит сократить перебои в электроэнергии более чем на 60% ежегодно".
       Увеличивает производство солнечной энергии и Япония. Мировой лидер на рынке солнечных батарей — корпорация Sharp в этом году планирует произвести "солнечное электричество" в таких количествах, чтобы его хватило примерно на 40 тыс. домов. А австралийская энергокомпания EnviroMission строит в штате Новый Южный Уэльс "солнечную башню" высотой 1000 метров (это выше, чем башни-близнецы Petronas в Малайзии) и шириной, сопоставимой с футбольным полем. В основании будет сооружен стеклянный купол диаметром около 7 километров: солнечная энергия будет нагревать воздух под ним, поднимать его по башне-трубе и за счет создаваемой тяги вращать турбины генераторов.
       
Ветряное будущее

Фото: AP

И все-таки самым популярным нетрадиционным источником выработки энергии в мире считается ветер. Преимущества его очевидны — в отличие от Солнца, его потенциал можно использовать практически каждый день, вне зависимости от времени года. Европейскими лидерами в области производства "ветряного электричества" считаются Дания, Германия и Испания. Датчане надеются увеличить долю ветряной энергии в национальной энергетике к 2010 году до 30% против ожидаемых 16% в этом году. В Германии — а эта страна считается ведущим производителем электроэнергии в странах ЕС — доля энергии, производимой из альтернативных источников, занимает сегодня лишь 2,6%. Вместе с тем, по данным Ветряной ассоциации Германии, в республике работает около 13 тыс. ветряных турбин, которые каждый год производят порядка 11 МВт электричества.
       Испанцы вынашивают план строительства самой большой в мире ветровой электростанции на Средиземном море возле мыса Трафальгар. Согласно проекту, комплекс будет состоять из 500 эоловых установок-ветряков с лопастями длиной 54 метра — он сможет обеспечить электроэнергией город в 2,5 млн человек. Испанцы подсчитали, что эолов комплекс в Трафальгаре поможет предотвратить попадание в атмосферу 3,5 млн тонн вредных газов в год. Ветряки будут очищать атмосферу так, как это сделали бы 173 млн деревьев. Проект оценивается в 2 млрд евро, его финансирует компания Energia Hydroelectrica de Navarra, которая одной из первых в Испании начала использовать энергию ветра.
       Преимущества использования ветряков признали и в Великобритании. Только в этом году англичане решили потратить $2,3 млрд на ветряные генераторы — управление коронных земель Великобритании выдало лицензии на использование 13 участков континентального шельфа в устьях рек для строительства ветряных электростанций. В проекте примут участие 18 компаний, включая всемирно известные Royal Dutch/Shell, British Power, Powergen и AMEC. После запуска ветряков, способных производить от 1 тыс. до 1,5 тыс. МВт электроэнергии в год, доля ветряной энергии в энергетическом балансе Великобритании увеличится на 1%. В Великобритании также работает ветряная ферма: она расположена в Каррадэйле на полуострове Кинтайр и способна обеспечивать светом и теплом около 25 тыс. домов Шотландии.
       Производство электроэнергии из возобновляемых источников популярно не только в Европе. В Бразилии, например, первая ветряная турбина была установлена еще в 1992 году. В июле 2001 года правительство Бразилии приняло программу по развитию ветряной энергетики, и сегодня ветряные электростанции работают в пяти штатах страны. К 2007 году по планам бразильцев в стране будет установлено более 40 ветряных турбин.
       Гигантская ветряная мельница высотой 70 метров с лопастями 26-метровой длины была установлена в январе этого года и в Токийском заливе рядом с районом новой застройки Одайба — искусственно приращенной насыпной частью столицы с выставочными комплексами, парками, торговыми центрами и телестудиями. Этот первый ветряк в Токио — часть будущей ветряной электростанции. Его мощность позволит круглогодично снабжать экологически чистой энергией порядка 800 токийских домов и уменьшить ежегодный объем выброса углекислого газа почти на 2 тыс. тонн. Стоимость такой станции превышает $3 млн.
       И наконец, ветряную энергетику активно развивают американцы. По данным Ассоциации ветряной энергетики США, 2003 год станет рекордным для ветряного рынка США. Рэндалл Свишер, исполнительный директор ассоциации: "По нашим подсчетам, новые ветряные проекты принесут до 2 тыс. МВт энергии в 2003 году".
       Правда, у ветряков есть и противники. Так, правительство Бельгии в этом году аннулировало план строительства ветряной фермы стоимостью $200 млн — после протеста экологических групп и местных жителей. Согласно заявлению министра окружающей среды Магды Элвоэта, 50 восьмидесятиметровых турбин будут мешать перелетам морских птиц, находящихся под охраной, повысят риск крушения морских судов и загрязнения воды, а также испортят вид с берега. Ферму планировалось построить в 20 км от парка и заповедника водоплавающей птицы.
       Аналогичные проблемы у немецкой компании NEG Micon Deutschland, которая планирует построить в Литве ветряные электростанции. На участках земли сельхозназначения, находящихся между Гаргждай и Вежайчяй, компания арендовала землю у четверых жителей под сооружение ветряков. После того как стало известно о размере аренды, владельцы соседних участков стали требовать, чтобы их участки тоже арендовали, так как их земля якобы попадает в охранные и звуковые зоны ветряных станций. В итоге 16 землевладельцев решили, что из-за ветряков они понесут ущерб, и запросили компенсацию в размере около 200 тыс. литов (около $50 тыс.).
       
Россия перенимает опыт

Фото: AP
Цены на солнечные элементы быстро падают, и, возможно, вскоре они появятся буквально на всех хорошо освещаемых поверхностях

Об альтернативных способах получения электроэнергии всерьез задумываются и российские ученые. Ведь комплексное освоение местных ископаемых и нетрадиционных источников энергии позволит обеспечить бытовых и производственных потребителей примерно на 70% территории России с населением около 22 млн человек, в настоящее время не охваченных системой централизованного энергоснабжения.
       Интересно, что в последнее время нетрадиционные источники энергии приобретают популярность не только среди крупных энергетических компаний, производящих электричество в промышленных масштабах, но и у населения. Ведь благодаря их использованию энергоснабжение частных домов становится полностью автономным, а это значит, что свет в таких домах будет всегда — независимо от роста тарифов на тепло- и электроэнергию и отключений из-за неплатежей, а также от аварий в центральных системах энергоснабжения или на линиях электропередачи.
       Конечно, далеко не в любом месте России могли бы эффективно работать системы, использующие энергию Солнца, ветра, морских волн или геотермальных источников. Однако есть районы, где по экономическим и экологическим причинам не обойтись без возобновляемой энергетики. Например, в BP подсчитали, что снижение энергопотребления из городской сети хотя бы на 2% является существенным вкладом в охрану окружающей среды. Поэтому дочерняя компания BP — BP Solar, которая занимается производством солнечных батарей, использует солнечные батареи на автозаправочных комплексах, причем во всем мире. Сегодня солнечные батареи BP размещены на трех московских улицах (Лобачевского, Удальцова и на пересечении Севастопольского проспекта и Окружной железной дороги) и одной подмосковной (в Абрамцеве).
       Джейз Шилдз, гендиректор Petrol Complex Equipment Company (дочерняя структура BP, которая занимается строительством и эксплуатацией автозаправочных комплексов в Москве и Подмосковье): "Солнечные батареи, установленные сейчас на автозаправочных комплексах BP, имеют расчетный срок службы 25 лет. Текущее обслуживание солнечных батарей сводится в основном к периодической очистке их поверхности от оседающей пыли. Неисправности, как правило, определяются автоматически, информация о них незамедлительно отображается на пульте управления".
       Правда, пока BP не строит планов об окупаемости солнечных батарей. Дело в том, что солнечные батареи, установленные на московских заправках, покрывают лишь 2% годовой потребности в электроэнергии, хотя в перспективе планируется довести эту цифру до 4-5%. Это объясняется прежде всего климатическими условиями: в северных широтах число солнечных дней невелико. В таких странах, как Турция, солнечные батареи способны обеспечивать до 20% годовой потребности АЗС в электроэнергии.
       Конечно, существуют пути увеличения отдачи от солнечных батарей. Во-первых, это повышение мощности элементов. Если сейчас квадратный метр покрытия может давать мощность до 50 Вт, солнечные батареи нового образца позволяют получить до 160 Вт. Во-вторых, можно увеличить площадь покрытия. Сейчас солнечные батареи стоят только на тенте, а можно разместить их, к примеру, еще и на крыше магазина. Но пока высокая цена солнечных батарей делает невыгодным использование этого пути даже в южных странах. Однако цены на элементы быстро падают, и, возможно, уже через несколько лет солнечные батареи появятся на крышах.
       Джейз Шилдз: "Другой важный фактор — дизайн. Применяемые сейчас солнечные батареи полупрозрачные. В зоне заправки образуется приятный голубой свет, в результате находиться на заправке становится гораздо комфортнее. Из-за этого обстоятельства BP пока не применяет солнечные батареи повышенной мощности — они совершенно непрозрачны, соответственно, уже не будет такого эффекта".
       Есть потенциал и у геотермальной энергии — ее источники обнаружены на Дальнем Востоке, Северном Кавказе, Камчатке и Курилах. На Камчатке, например, геотермальные электростанции работают уже сейчас. По оценкам Всероссийского научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии, запасы парогидротерм Камчатки и Курил могут обеспечить мощность ГеоЭС не менее 1 тыс. МВт. Наиболее перспективным является Мутновское месторождение, расположенное в 130 км от Петропавловска-Камчатского (суммарные запасы теплоносителя оцениваются в 245 МВт). Работа Мутновской ГеоЭС уже сейчас позволила резко сократить завоз в регион дорогого органического топлива и обеспечить надежное энергообеспечение полуострова: перевод Камчатки на геотермальное энергоснабжение позволит ежегодно экономить около 900 тыс. тонн условного топлива (1 тонна мазута для "Камчатскэнерго" стоит 5,8 тыс. руб.).
       
Ветряки для дома
       Самый же большой ресурс для нетрадиционной энергетики в России, так же как и в других странах,— это ветер. Особенно полезным он может оказаться там, где нет централизованного энергоснабжения. Например, жители Камчатки, Сахалина, Чукотки, Якутии или даже побережья Северного Ледовитого океана вполне могут пользоваться ветряками для освещения своих домов.
       Правда, производство ветряков в России пока не слишком развито. Более предприимчивыми оказались украинские соседи. Директор компании "Сервисный центр энергосберегающих технологий" Валерий Потапов: "В числе наших покупателей — жители Москвы, Санкт-Петербурга, городов Приморского края. Есть и иностранцы — нашей продукцией интересуются в Германии, Канаде, Бразилии, Грузии, Израиле".
       "Сервисный центр энергосберегающих технологий" занимается комплектацией ветряков двух типов — 1,5 кВт и 3 кВт: они могут применяться как в туристических лагерях, полевых фермерских базах и на дачных участках, так и в качестве резервного источника электроэнергии для частных домов, коттеджей. Их стоимость — $1350 и $3150 соответственно. По словам Валерия Потапова, обычно спрос превышает предложение: так, в летние месяцы люди стоят в очереди по два-три месяца. Михаил Иванов, дилер "Сервисного центра энергосберегающих технологий" в Москве: "Сегодня можно встретить ветряки на северо-западе и юго-западе Москвы, а также на Клязьминском, Пироговском водохранилищах и на берегу реки Истры. Спрос на ветряки постоянно растет — в среднем ко мне обращаются до пяти раз в месяц". По его словам, ветряк окупается примерно через два-три года. Если дует сильный ветер — аккумулятор заряжается и включается резервный накопитель. В безветренную погоду энергия может расходоваться в течение суток.
       У московских коллег — фирмы "Сапсан" — цены выше. Инженер-технолог фирмы "Сапсан" Борис Самсонов: Установка ветряков по Подмосковью "под ключ" обходится в 1,5 тыс. евро. Сам ветряк мощностью 1 кВт стоит 4977 евро. Ветряк с такой мощностью — оптимальный для Подмосковья: он рассчитан на скорость ветра около 7 м/сек." Перед тем как выбрать ветряк нужной мощности, советует Борис Самсонов, необходимо подсчитать среднемесячную скорость ветра. Например, для Подмосковья это примерно 4 м/сек, для Санкт-Петербурга — около 6 м/сек. Соответственно, ветряки в Московской области способны вырабатывать около 150 кВт•ч электроэнергии в месяц, а на побережье Финского залива — около 1000 кВт•ч. "На отопление дома этого не хватит, а вот на бытовые приборы — вполне",— утверждает Борис Самсонов.
       Впрочем, в этом году на омском производственном объединении "Полет" началась работа по созданию опытного образца новой ветроустановки для безветренной погоды. Такие установки, разработанные в Институте теоретической и прикладной механики РАН, могут работать даже при полном штиле, то есть при скорости воздушного потока около 2 м/сек. Кроме того, новые установки в полтора раза дешевле лопастных ветродвигателей. Ученые подсчитали, что подобные установки смогут производить 15% энергии, которую вырабатывают все энергетические источники страны.
       Производители ветряков утверждают, что пока их бизнес не слишком выгоден — из-за низких тарифов на электроэнергию. Однако в процессе реформы энергетической отрасли России будет создан свободный рынок электроэнергии, на котором электричество будет продаваться по не регулируемым государством ценам. И если они сильно вырастут, автономный источник электроэнергии окажется весьма кстати. Более того, альтернативная энергетика — это хорошее средство для борьбы с монополией: появление независимых источников, производящих электроэнергию, может привести к децентрализации и либерализации энергетического рынка России. И главное, что либерализация возникнет не в результате затяжного реформирования РАО "ЕЭС России", а естественным образом.
ИРИНА РЫБАЛЬЧЕНКО