ВОЗМОЖНОСТИ  РАЗВИТИЯ  ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ  КАК  АЛЬТЕРНАТИВНОГО  ИСТОЧНИКА  ЭНЕРГИИ  В  РОССИИ

Тарасов  Алексей  Сергеевич

аспирант  Тамбовского  Государственного  технического  университета,  РФ,  г.  Тамбов

E-mail: 

POSSIBILITIES  OF  WIND  POWER  DEVELOMENT  AS  AN  ALTERNATIVE  ENERGY  SOURCE  IN  RUSSIA

Aleksey  Tarasov

post  graduate  student  of  Tambov  State  Technical  University,  Russia  Tambov

АННОТАЦИЯ

Рассматривается  проблема  развития  ветроэнергетики  как  одного  из  наиболее  перспективных  и  доступных  источников  альтернативной  энергетики  в  России.  Приводится  анализ  данных  мировой  ветроэнергетики.  Дается  краткая  характеристика  развития  ветроэнергетики  в  РФ.

ABSTRACT

Problem  of  wind  power  development  as  one  of  the  most  perspective  and  available  sources  of  alternative  energetics  in  Russia  is  considered  in  the  article.  World  energetics  data  analysis  is  presented.  Brief  description  of  wind  power  development  in  the  Russian  Federation  is  given. 

Ключевые  слова:  ветроэнергетика;  ветрогенератор;  ветроэлектростанция;  энергоэффективность;  возобновляемый  источник  энергии.

Keywords:  wind  power;  wind  power  generator;  wind  power  plant;  energy  efficiency;  renewable  energy  source.

На  сегодняшний  день  мировое  сообщество  столкнулось  с  необходимостью  развития  существующего  топливно-энергетического  комплекса  [4,  с.  67].  Вопросы  энергоэффективности  и  энергобезопасности  сегодня  наиболее  актуальны  во  всем  мире.  Ввиду  прогнозируемого  кризиса  истощения  природных  ресурсов  все  большее  внимание  уделяют  использованию  возобновляемых  источников  энергии.

Одна  из  лидирующих  позиций  по  мировому  запасу  возобновляемых  энергетических  ресурсов  принадлежит  кинетической  энергии  воздушных  масс  или  попросту  энергии  ветра.  Ветроэнергетика  несёт  в  себе  огромный  потенциал,  чему  свидетельствует  всё  возрастающий  интерес  со  стороны  крупных  мировых  держав.  Мировая  ветроэнергетика  развивается  быстрыми  темпами.  Единичная  мощность  современных  ветрогенераторов  достигает  7,5  МВт.  Согласно  данным  Всемирной  ассоциации  ветроэнергетики  (World  Wind  Energy  Association,  WWEA),  в  прошлом  году  в  действие  были  введены  новые  ветровые  установки  общей  мощностью  13,98  гигаватт.  Таким  образом,  на  июнь  2013  года  суммарная  мощность  всех  ветроэлектростанций  составила  292,255  гигаватт  (Рис.  1).  Ветряные  турбины  по  всему  миру  к  середине  2013  года  обеспечивают  3,5  %  от  мирового  спроса  на  электроэнергию  [7,  с.  2].

Рисунок  1.  Общая  установленная  мощность  мировой  ветроэнергетики  2009—2013  г.

Глобальный  потенциал  ветра  в  течение  шести  месяцев  вырос  на  5  %  (после  7  %  за  тот  же  период  в  2012  году  и  9  %  в  2011  году)  и  на  16,6  %  за  год  (с  июня  2012  по  июнь  2013).  Ведущими  странами  в  мировой  ветроэнергетике  к  середине  2013  года  являются:  Китай  (80  824  МВт),  США  (60  009  МВт),  Германия  (32  422  МВт),  Испания  (22  907  МВт),  Индия  (19  564  МВт),  Великобритания  (9  610  МВт)  [7,  с.  4].

США  принадлежит  самая  мощная  наземная  ветроэлектростанция  Alta  Wind  Energy  Center  общей  мощностью  1320  МВт.  Ветропарк  расположен  в  штате  Калифорния,  в  нем  установлено  100  турбин  General  Electric  мощностью  по  1,5  МВт  каждая  и  390  турбин  Vestas  V-90  по  3  МВт.  Самый  большой  оффшорный  ветряной  парк  находится  в  Великобритании  и  носит  название  London  Array.  London  Array  расположен  в  устье  Темзы  в  11  километрах  от  берега  к  северу  от  г.  Рамсгит  (графство  Кент,  Англия).  Электростанция  состоит  из  341  ветроустановки  Siemens  SWT-3.6,  общая  мощность  которых  достигает  630  МВт.  Стоимость  строительства  ветропарка  составила  около  1,8  миллиарда  фунтов  стерлингов.

В  Европейском  Союзе  по  данным  Европейской  ассоциации  ветроэнергетики  (European  Wind  Energy  Association,  EWEA)  общая  мощность  ветроэнергетических  установок  составляет  117,3  гигаватт  (Рис  2),  что  по  сравнению  с  предыдущим  годом  выросла  на  10  %  [9,  с.  11].  Однако  годовой  прирост  мощности  уменьшился  по  сравнению  с  2012  годом,  когда  он  составил  12  %  по  сравнению  с  2011  г.  Ветровые  энергоустановки,  установленные  в  ЕС,  за  год  будут  производить  около  257  млрд.  кВт*ч  электроэнергии,  что  достаточно  для  покрытия  8  %  от  общего  объема  потребления  электроэнергии  в  ЕС.

Рисунок  2.  Общая  установленная  мощность  ветроэнергетики  в  ЕС  2007—2013  г.

Сегодня  лидирующие  позиции  по  доли  производства  электроэнергии  с  использованием  энергии  ветра  в  Европе  принадлежат:  Германии  (29  %),  Испании  (20  %),  Великобритании  (9  %)  ,  Франции  и  Италии  (по  7  %).  Десять  других  стран  ЕС  такие  как:  Австрия,  Бельгия,  Дания,  Греция,  Ирландия,  Нидерланды,  Польша,  Португалия,  Румыния  и  Швеция  —  имеют  более  чем  1  ГВт  установленной  мощности  (Рис.  3)  [9,  с.  11].

Относительно  России,  то  мы,  к  сожалению,  имеем  более  чем  скромные  показатели  роста  доли  ветроэнергетики.  По  данным  EWEA,  суммарная  вырабатываемая  мощность  ветряной  энергии  в  России  за  2010  год  составила  всего  лишь  15  МВт  [8,  с.  4],  при  этом  в  течении  последних  трех  лет  новых  мощностей  не  вводилось.

Рисунок  3.  Доля  производства  ветроэнергетики  в  ЕС  2013  г.

Самым  главным  препятствием  развития  как  альтернативной  энергетики  в  целом,  так  и  ветроэнергетики,  в  частности,  является  необоснованное  мнение  об  экономической  неэффективности  использования  возобновляемых  источников  энергии  в  РФ,  учитывая  ее  огромные  запасы  органических,  ядерных  и  водных  энергоресурсов. 

Нужно  понимать,  что  развитие  ветроэнергетики  в  Европе  —  реальная  угроза  снижения  нашего  экспорта  нефти  и  газа.  По  предположению  П.П.  Безруких  адекватным  ответом  могло  бы  служить  активное  участие  нефтяных  и  газовых  компаний  России  в  развитии  ветроэнергетики,  так  как  подобное  направле­ние  диверсификации  их  деятельности  вполне  может  скомпенсировать  снижение  объема  экспорта  [1,  с.  24].

Кроме  этого  нужно  сказать  о  необходимости  резервирования  потребителей  питаемых  от  ВЭС  на  случай  энергетических  затиший,  потому  что  одним  из  главных  недостатков  энергии  ветра  является  природная  нестабильность.  Этот  факт  необходимо  учитывать  при  работе  ветроэнергетических  установок  в  сетях.  Выводы  зарубежных  специалистов-сетевиков  подтверждают,  что  проблемы  в  энергосистемах  из-за  нестабильности  выдачи  мощности  ветроустановками  начинаются  после  достижения  ими  доли  в  20—25  %  от  общей  установленной  мощности  системы  [2,  с.  48].

Что  же  касаемо  проблемы  нестабильности,  то  в  мире  уже  найдены  варианты  решения  данной  проблемы:  точность  прогнозов  выдачи  энергии  ветростанций  при  почасовом  планировании  на  рынке  «на  день  вперёд»  или  спотовом  режиме  превышает  95  %,  что  является  очень  высоким  уровнем  прогнозирования  выдачи  мощности  от  источника,  выдача  мощности  от  которого  носит  вероятностный  характер  [2,  с.  48].  Таким  образом,  мировая  практика  подтверждает,  что  правильное  планирование  развития  сетей  с  учетом  перспективы  размещения  электростанций  функционирующих  на  основе  ВИЭ  приводит  к  повышению  надежности  электроснабжения.

Для  развития  ветроэнергетики  в  РФ  немалой  проблемой  является  неразвитость  инфраструктуры  и  недостаток  квалифицированных  кадров,  а  также  недостаточная  государственная  поддержка  и  отсутствие  программы  развития  ветроэнергетики  и  стимулов  для  инвестирования  в  отрасль.

Несмотря  на  существующие  сложности  для  использования  энергии  ветра  в  России,  можно  и  нужно  привести  аргументы  в  пользу  развития  ветроэнергетики  в  нашей  стране:

·     ветровая  энергетика  —  это  один  из  наиболее  быстрых  и  при  этом  дешевых  способ  решения  проблем  энергоснабжения  удаленных  труднодоступных  населенных  пунктов,  не  подключенных  к  централизованным  сетям  (в  России  это  особенно  актуально,  для  прибрежных  районов  Северного  Ледовитого  океана  в  сетях  децентрализованного  электроснабжения  [6,  с.  79]);

·     ветровые  установки  не  наносят  вреда  окружающей  среде  и  климату.  Ветрогенератор  мощностью  1  МВт  сокращает  ежегодные  выбросы  в  атмосферу  1800  тонн  ,  9  тонн  и  4  тонн  ;

·     ветроэнергетические  станции  в  отличии  от  традиционных  тепловых  электростанций  не  используют  воду  в  процессе  работы,  таким  образом  снижая  нагрузку  на  водные  ресурсы  [5,  с.  60];

·     сооружение  ветроэнергетических  объектов  не  требует  больших  единовременных  капитальных  вложений  и  осуществляется  за  короткое  время.  Ветро­станция  на  суше  мощностью  10  МВт  может  быть  построена  за  2  меся­ца.  Причем  основное  время  уходит  на  сооружение  фундамента  и  «вы­держку»  бетона.  Собственно  монтаж  ВЭУ  длится  2—3  дня.  А  ветростанция  50  МВт  может  быть  построена  за  18  или  24  месяца.  В  это  время  входит  измерение  скорости  ветра  на  площадке  в  течение  минимум  полугода.  непосредственно  же  сооружение  ВЭС  занимает  около  6  месяцев  [1,  с.  20].;

·     развитие  ветроэнергетики  —  это  развитие  инновационных  направлений  в  промышленности,  что  приводит  к  расширению  внутреннего  спроса  на  изделия  машиностроения,  а  также  расширение  экспортных  возможностей;

·     ветряные  электростанции  весьма  эргономичны,  то  есть  занимают  сравнительно  небольшие  площади  вписываясь  в  ландшафт  местности  и  хорошо  сочетаются  с  другими  практическими  видами  использования  территории;

·     энергия,  которую  вырабатывают  ВЭУ,  уже  в  ближайшей  перспективе  оказывается  самой  дешевой.  По  подсчетам  Штефана  Гзенгера,  исполнительного  директора  WWEA  (из  выступления  5  июля  в  Бонне  на  международной  конференции),  цена  одного  киловатт-часа  электричества,  выработанного  современным  ветрогенератором,  составляет  от  5  до  9  центов.  Для  сравнения:  электроэнергия,  которую  вырабатывают  угольные  электростанции,  стоит  в  Европе  примерно  7  центов.  Однако,  по  подсчетам  ЕС  и  немецкого  министерства  по  охране  окружающей  среды,  истинная  цена  энергии  ветра  оказывается  вдвое  дешевле,  так  как  впоследствии  не  нужно  делать  отчислений  на  экологию  и  здравоохранение;

·     крупные  ВЭС  —  это  сокращение  дефицита  мощности  в  энергосистемах,  что  является  предпосылкой  для  развития  промышленности;

·     в  технологиях  ветроэнергетики  реализуются  последние  достижения  многих  научных  направлений  и  технологий  из  разных  областей:  аэродинамики,  микроэлектроники,  силовой  электроники,  электроэнергетики,  теплоэнергетики,  нанотехнологии,  материаловедения,  метеорологии  и  т.  п.

Таким  образом,  можно  не  сомневаться  в  целесообразности  внедрения  в  РФ  новых  ветроэнергетических  установок,  не  смотря  на  сложности  развития,  внедрения  и  широкомасштабного  использования  ветроэнергетики  в  России.  Рассматривая  зарубежный  опыт  развития  ветроэнергетики  можно  убедиться  в  том,  что  ветроэнергетика  является  важной  частью  в  электроэнергетике,  а  касаемо  России,  то  при  соответствующей  государственной  поддержке  ветроэнергетика  способна  стать  конкурентоспособной  уже  в  ближайшей  перспективе.

Список  литературы:

1.Безруких  П.П.,  Безруких  П.П.  (младший).  Ветроэнергетика.  Вымыслы  и  факты.  Ответы  на  100  вопросов.  М.:  Институт  устойчивого  развития  Общественной  палаты  Российской  Федерации/Центр  экологической  политики  России,  2011.  —  74  с.  

2.Безруких  П.П.  Возобновляемая  энергетика:  сегодня  —  реальность,  завтра  —  необходимость.  М.:  Лесная  страна,  2007.  —  120  с. 

3.Википедия  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://ru.wikipedia.org/wiki/Ветроэнергетика  (Дата  обращения:  11.03.2014). 

4.Возобновляемая  энергетика  на  Северо-Западе  России:  Сборник  докладов  международного  конгресса  «Дни  чистой  энергии  в  Петербурге  —  2010»  /  под  общ.  ред.  д-ра  техн.  наук,  проф.  Елистратова  В.В..  СПб.:  Изд-во  Политехн.  ун-та,  2010.  —  144  с. 

5.Возможности  использования  ветроэнергетики  в  челябинской  области/  А.А.  Зйцева,  А.С.  Устинова,  С.С.  Спирина//  XIII  научно-практическая  конференция  «Дни  науки  —  2013».  Тезисы  докладов:  в  2  т.  Озерск,  26—27  апреля  2013  г.  Озерск:  ОТИ  НИЯУ  МИФИ,  2013.  —  60—62  с. 

6.Использование  математической  модели  формирования  и  выбора  класса  замещения  традиционных  источников  энергии  в  децентрализованных  сетях  электроснабжения  /Тарасов  А.С.  //  «Технические  науки  —  от  теории  к  практике»:  материалы  XVIII  международной  заочной  научно-практической  конференции.  (20  февраля  2013  г.);  Новосибирск:  Изд.  «СибАК»,  2013.  —  С.  78—84 

7.The  World  Wind  Energy  Association.  Half  —  year  report  2013  [Электронный  ресурс].  ―  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.wwindea.org/webimages/Half-year_report_2013.pdf  (Дата  обращения:  07.03.2014). 

8.Wind  in  power.  2012  European  statistics  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.ewea.org/fileadmin/files/library/publications/statistics/Wind_in_power_annual_statistics_2012.pdf  (Дата  обращения:  09.03.2014). 

9.Wind  in  power.  2013  European  statistics  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.ewea.org/fileadmin/files/library/publications/statistics/EWEA_Annual_Statistics_2013.pdf  (Дата  обращения:  09.03.2014).