АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА В КАЗАХСТАНЕ: ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

АННОТАЦИЯ

В статье анализируется текущее состояние и перспективы развития альтернативной энергетики в Республике Казахстан с акцентом на солнечную энергетику. Рассматриваются географические и климатические условия, экономические и правовые факторы, а также реальные примеры внедрения солнечных батарей. Приводятся результаты научных экспериментов и анализа действующих проектов. Особое внимание уделяется вызовам, стоящим перед отраслью, и перспективным направлениям её дальнейшего развития. Делается вывод о важности комплексного подхода к развитию солнечной энергетики в стране.

Ключевые слова: Казахстан, альтернативная энергетика, солнечные батареи, возобновляемые источники энергии, устойчивое развитие, инновации, зелёная экономика.

Введение

Возобновляемые источники энергии в настоящее время являются приоритетным направлением развития мировой энергетики. Географическое положение и климатические особенности Казахстана предоставляют значительный потенциал для эффективного использования солнечной энергии. В этой связи изучение научных и практических аспектов развития солнечной энергетики в Казахстане приобретает особую актуальность. Цель исследования – проанализировать текущее состояние развития солнечной энергетики в стране и оценить её экономическую и экологическую эффективность.

ПОТЕНЦИАЛ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В КАЗАХСТАНЕ

Казахстан занимает девятое место в мире по территории и обладает значительными площадями, особенно в южных и юго-восточных регионах, которые характеризуются высоким солнечным потенциалом и пригодны для размещения солнечных электростанций (СЭС). Научные исследования, проведённые Казахским национальным техническим университетом (КазНИТУ), показали, что в Жамбылской области солнечные панели мощностью 5 кВт способны производить до 7200 кВт·ч электроэнергии в год, что покрывает около 95 % потребностей среднего домохозяйства.

В рамках пилотного проекта 2022 года в Кызылординской области автономная солнечная электростанция мощностью 10 кВт обеспечивала электроэнергией фермерское хозяйство, включая насосное оборудование и системы освещения.

Согласно докладу Министерства энергетики Республики Казахстан, теоретический потенциал солнечной энергии в стране оценивается в 2,5 триллиона кВт·ч в год, что в десятки раз превышает текущее потребление электроэнергии. Данный ресурс открывает широкие возможности для развития как централизованных, так и децентрализованных энергетических систем.

Практические примеры реализации солнечной энергетики

Наиболее успешными реализованными проектами в области солнечной энергетики являются:

СЭС «Бурное Солар-1 и 2» в Жамбылской области с общей мощностью 100 МВт. Данные установки позволяют сократить выбросы углекислого газа (CO₂) на 150 тысяч тонн в год.

СЭС «Капшагай» в Алматинской области мощностью 50 МВт, реализованный при поддержке Европейского банка реконструкции и развития.

СЭС «Сарыагаш» в Туркестанской области мощностью 5 МВт, обеспечивающий электроэнергией сельские районы региона.

В 2023 году на базе тепличного хозяйства в городе Шымкент был проведён эксперимент по внедрению солнечных панелей на крыше теплицы. В результате использования солнечной энергии удалось полностью отказаться от дизельных генераторов, что позволило сэкономить более 2 миллионов тенге за один сезон. Электроэнергия применялась для отопления и системы капельного полива, что способствовало увеличению урожайности на 18 %.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ. До 2030 года в Казахстане планируется увеличить долю ВИЭ до 15%, из которых 40% будет обеспечиваться солнечной энергетикой. Приоритетными направлениями развития считаются:

• Создание национального производства солнечных панелей и инверторов.
• Разработка аккумуляторных систем хранения.
• Автоматизация учёта и распределения энергии (Smart Grid).
• Создание «энергетических кооперативов» на селе.

В 2024 году в Астане начался проект «умных» остановок, работающих полностью на солнечной энергии. Каждая остановка оборудована солнечной панелью мощностью 1 кВт, аккумулятором, Wi-Fi, зарядкой и системой климат-контроля. Это показывает, что солнечная энергия может быть успешно интегрирована даже в городскую инфраструктуру.

Как Казахстан может использовать солнечную энергию для более устойчивого будущего?

Этой зимой нехватка электроэнергии могла доходить до 500 МВт в сутки. Однако проблему можно решить, используя преимущества географического расположения страны.

Казахстан уже сделал серьезные шаги в использовании возобновляемой, в первую очередь солнечной, энергии. И эта энергия поможет казахстанцам забыть о следующих проблемах:

• замена ТЭС, альтернатива АЭС, снижение углеродных выбросов;
• снижение дефицита электроэнергии;
• нестабильное состояние экосистемы.

Использование солнечной энергии в Казахстане: преимущества и перспективы.

• Что такое солнечная энергия и чем она выгодна?

Энергия, которую мы получаем от солнечного излучения, называется солнечной. Солнечный ресурс богатейший: всего 18 солнечных дней содержат такое же количество энергии, как все запасы газа, нефти и углерода,вместе взятые. В среднем, 1 м2 поверхности земли собирает 4,2 кВт*ч энергии каждый день, что равно приблизительному эквиваленту энергии барреля нефти за год.

• Как обстоят дела с использованием солнечной энергии в Казахстане?

В октябре 2019 года была создана Казахстанская ассоциация солнечной энергетики, которая повлияла на динамичность развития рынка возобновляемой энергии. Также в этом году в окрестностях Сарани запустили крупнейшую во всей Центральной Азии СЭС мощностью 100 МВт.

Тогда состоялись важные аукционные торги по отбору проектов ВИЭ, по итогам которых право на возведение СЭС в разных регионах Казахстана получили: ТОО «Солнечная система», ТОО «КазСолар50», ТОО «Arm Wind», ТОО «Waste Energy Kazakhstan», ТОО «Жетicу Жер АБС» и другие. После этих событий Казахстан вышел в лидеры по внедрению возобновляемой энергии среди стран Центральной Азии.

По словам Президента РК Касым-Жомарта Токаева: «Казахстан принял обязательства по полной трансформации зависящего от нефти и газа энергетического сектора в углеродно-нейтральную экономику к 2060 году». Пока доля ВИЭ составляет 3%, однако ее планируют постепенно увеличить до 30% к 2030 году и до 50% к 2050 году.

• Какие преимущества получает Казахстан от применения солнечной энергии?

Если взять показатель инсоляции, то уже в центральной части страны он составляет 1300 кВт*ч/год, что на 30% больше, чем во многих странах Европы. А на юге Казахстана эта цифра доходит до 1500-1600 кВт*ч/год. В связи с чем РК имеет все возможности, чтобы стать развитой страной с активным производством альтернативной энергетики.

Сейчас налаживается и развивается создание фотоэлектрических модулей с использованием местного кремния. По данным 2019 года выработка электроэнергии объектами ВИЭ возросла на 65% по сравнению с предыдущими годами. И эта цифра продолжает расти с каждым годом.

Инвестиции в модернизацию электрической отрасли дадут положительный толчок для стимуляции экономики и поддержки социальной сферы. Для населения это в первую очередь снижение тарифов, поскольку солнечная энергия гораздо дешевле традиционной. Кроме того, вовлеченность Казахстана в подобные мировые тенденции делает страну намного перспективнее в отношении международного партнерства и инвестирования.

• Как повлияет расширение производства солнечной энергии на экологическую ситуацию?

Наша страна – это хорошая платформа для производства чистой экологической энергии и водорода. В Казахстане к 2030 году планируется запуск одного из пяти крупнейших в мире проектов по производству водорода, проект Hyrasia One. Ожидается, что предприятие будет вырабатывать до 2 млн т водорода в год, начиная с 2032 года. А экологически безопасный водород может привести к сокращению объемов выбросов двуокиси углерода более, чем в 5 раз.Сейчас компания Green Spark использует самый экологический метод получения водорода – путем электролиза воды.

Основные идеи и дальнейшие возможности

Казахстан имеет очень высокие показатели инсоляции по сравнению с Европой. Страна хорошо обеспечена кристаллическим кремнием – основным материалом для использования фотовольтаики. Переход на солнечную энергию поможет сократить зависимость от традиционных ископаемых, а также количество выбросов углерода и удовлетворить растущий спрос на электроэнергию.

Обычные казахстанцы, в особенности проживающие в частном секторе, могут постепенно переводить свои дома на солнечные батареи. Так вы сможете в разы сократить расходы на отопление и усилить энергетическую независимость.

Технологический прогресс в области солнечной энергетики продолжает развиваться семимильными шагами. Современные солнечные панели становятся всё более эффективными и доступными. В Казахстане активно внедряются инновационные решения, такие как панели с повышенной эффективностью преобразования солнечного света в электроэнергию и двусторонние солнечные панели, которые способны собирать солнечный свет с обеих сторон, тем самым увеличивая общую эффективность системы.

Инновации в области хранения солнечной энергии

Эффективное хранение энергии играет ключевую роль в повсеместном использовании солнечной энергии, позволяя использовать накопленную энергию в периоды пиковых нагрузок или в отсутствие солнечного света. В Казахстане исследуются и внедряются передовые технологии аккумуляторов, такие как литий-ионные и твердотельные батареи, которые обеспечивают большую ёмкость хранения и долговечность.

Разработка гибких и интегрированных солнечных технологий

Инновации также касаются разработки гибких солнечных панелей, которые могут быть интегрированы в различные поверхности, включая строительные материалы, одежду и транспортные средства. В Казахстане такие технологии находят практическое применение в урбанистических проектах и разработке «умных» городов, где каждый элемент инфраструктуры может выступать в роли генератора солнечной энергии.

Интервью с экспертами

Как вы оцениваете текущее состояние солнечной энергетики в Казахстане?

Ответ: Солнечная энергетика в Казахстане развивается динамично, и мы видим значительные инвестиции в этот сектор как со стороны правительства, так и частных инвесторов. С каждым годом увеличивается мощность установленных солнечных станций, что делает нашу страну одним из лидеров в регионе по темпам развития возобновляемой энергии.

Главный инженер солнечной электростанции

Какие инновационные технологии в области солнечной энергии вы считаете наиболее перспективными для Казахстана?

Ответ: Особый интерес в Казахстане представляют технологии, связанные с повышением эффективности солнечных панелей и систем хранения энергии. Также большой потенциал имеют гибкие солнечные панели, которые можно интегрировать в различные элементы инфраструктуры, что позволит ещё более широко использовать солнечную энергию в повседневной жизни.

Исследователь в области возобновляемых источников энергии

Каковы основные вызовы для развития солнечной энергетики в Казахстане?

Ответ: Основными вызовами являются климатические условия, требующие специального подхода к выбору и установке солнечных панелей, и необходимость дальнейшего совершенствования законодательства для стимулирования развития сектора. Важно также работать над повышением осведомленности населения о преимуществах использования солнечной энергии.

Предприниматель в сфере солнечной энергетики

Какие перспективы открываются для солнечной энергетики в Казахстане в ближайшие годы?

Ответ: Учитывая глобальные тенденции к декарбонизации и доступность солнечного излучения в Казахстане, перспективы крайне обнадеживают. Ожидается рост инвестиций в сектор, развитие новых проектов и технологий, что позволит Казахстану занять достойное место среди стран, активно использующих возобновляемые источники энергии.

Для решения проблемы ограниченности ископаемых видов топлива исследователи во всем мире работают над созданием и внедрением в эксплуатацию альтернативных источников энергии. И речь идет не только о всем известных ветряках и солнечных батареях. На смену газу и нефти может прийти энергия от водорослей, вулканов и человеческих шагов. Recycle выбрал десять самых интересных и экологически чистых энерго-источников будущего.

1. Реальные примеры из жизни:

«Умные остановки» в Нур-Султане

В 2023 году в столице Казахстана установили более 40 умных остановок, оснащённых солнечными панелями. Они обеспечивают:

• освещение в ночное время,
• зарядку гаджетов,
• цифровые табло с расписанием транспорта,
• Wi-Fi и видеонаблюдение.

Результат: снижен уровень преступности на остановках, повышен комфорт пассажиров, экономия бюджета города на электричестве — до 25%.

Энергоэффективные школы в Алматинской области

Проект «Green School» включает:

• солнечные панели на крыше;
• системы рекуперации тепла;
• энергосберегающее освещение;
• обучение школьников «зелёным» привычкам.

Результат: школа стала практически энергонезависимой, расходы на коммунальные услуги сократились на 60%.

2. Интервью с пользователями и экспертами

Айгерим, жительница села Тасты (Кызылординская область):

«Мы установили солнечные панели на крышу — теперь у нас стабильно работает холодильник и освещение даже при отключениях. Раньше часто сидели без света».

Даурен Нуркожаев, эксперт по ВИЭ:

«Солнечные решения особенно актуальны для удалённых регионов. Они дают автономию, независимость от устаревшей инфраструктуры и снижают нагрузку на сеть».

3. Инфографика / визуальные элементы

• Как работает Smart Grid с солнечными панелями

Панели → инвертор → контроллер → аккумулятор/сеть → потребление.

Интеграция с датчиками и IoT-устройствами (умное управление потреблением).

• Инфографика: Потенциал солнечной энергии в Казахстане

Сравнение: Алматы — 1600 кВт·ч/м²/год, Шымкент — 1800 кВт·ч/м²/год, Германия — 1100–1300 (для сравнения).

Таблица 1

Потенциал солнечной энергии в Казахстане и Германии

4. Сравнение: обычное vs умное применение

Таблица 2.

Сравнение обычного и умного применения солнечных панелей

5. Повседневная польза для населения

• Экономия: меньше счетов, окупаемость 3–6 лет.
• Безопасность: уличное освещение, видеонаблюдение.
• Автономность: энергия доступна даже при отключениях сети.
• Комфорт: климат-контроль, «умные» гаджеты работают от солнца.
• Экологичность: чистый воздух, меньше выбросов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой связи мы хотели бы отметить наш родной край — Кызылординскую область. Этот регион является одним из самых солнечных в Казахстане и обладает высоким уровнем солнечной радиации, что создаёт благоприятные условия для развития солнечной энергетики. Реализация автономной солнечной электростанции мощностью 10 кВт в 2022 году, которая обеспечивала энергией фермерское хозяйство, — наглядное подтверждение этого потенциала.

Данный проект показал, что в отдалённых сельских районах Кызылординской области использование солнечной энергии вполне реально и эффективно. Такие системы обеспечивают доступ к стабильному электроснабжению, снижают зависимость от централизованных сетей и позволяют экономить средства, при этом оказывая положительное влияние на окружающую среду.

В целях дальнейшего развития возобновляемой энергетики в регионе, мы считаем необходимым:

• масштабировать подобные проекты, особенно в аграрных населённых пунктах;
• обучать местное население установке и обслуживанию солнечных систем;
• продвигать идею энергетической автономии в сельской местности.

Мы уверены, что при комплексном подходе Кызылординская область может стать примером успешного и устойчивого внедрения солнечной энергетики в повседневную жизнь, способствуя улучшению качества жизни и развитию зелёной экономики в Казахстане.

С нашей стороны, мы считаем необходимым поддерживать и развивать подобные проекты в будущем. Особенно в нашем Кызылординской области — использование солнечной энергии может значительно повысить энергетическую независимость сельских населённых пунктов. Это не только экологически устойчивое решение, но и социально-экономически выгодное направление.

В будущем, с нашей стороны, целесообразно поддерживать и предлагать следующие инициативы:

Организация информационных семинаров и обучающих тренингов для сельских жителей по возобновляемым источникам энергии;

Привлечение молодёжи к обучению и работе в сфере зелёной энергетики;

Выступление с инициативой предоставления грантов и льгот на установку солнечных панелей;

Личный пример — установка солнечных батарей в наших домах и продвижение этой идеи среди местного населения.

Таким образом, мы можем внести реальный вклад в улучшение экологической ситуации, повышение качества жизни и развитие экономики будущего. Солнечная энергия — это не просто альтернатива, а реальное и надёжное решение на перспективу.

Список литературы:

1. Kazakh National Research Technical University. (2022). Исследование эффективности солнечных панелей в Жамбылской области. Алматы.
2. Европейский банк реконструкции и развития. (2022). Поддержка солнечных электростанций в Казахстане. https://www.ebrd.com/kazakhstan
3. Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан. (2023). Отчет об использовании солнечной энергии в аграрном секторе. Нұр-Сұлтан.
4. ТОО «Бурное Солар». (2023). Годовой отчет по проектам СЭС Бурное Солар-1 и 2. Алматы.