Растет мощность малых ГЭС

К числу основных возобновляемых источников энергии относится гидроэнергетика. Экономический потенциал гидроэнергетики (без малой) в мире составляет около 8100 ТВт - ч в год. На на данный момент доля гидроэнергии в общем производстве электроэнергии составляет 16%, в мировом топливном балансе – 6%. В мире действуют более 7000 ГЭС общей мощностью 715 ГВт. Крупнейшими производителями являются Бразилия, Канада, США, Китай, Россия. В ближайшие годы в мире планируется строительство новых гигантских ГЭС общей мощностью до 140 ГВт, что позволит увеличить производство гидроэнергии на 20%. Для множественных стран малая и возобновляемая энергетика уже в настоящее время является важным компонентом энергообеспечения. Она играет существенную роль в энергоснабжении Дании, Исландии, Новой Зеландии, Канады, Германии, Норвегии, Испании и других стран.

За последние десятилетия устойчивое положение в мировой электроэнергетике заняла малая гидроэнергетика. В международной терминологии выделяются малые ГЭС мощностью от 1 до 10 МВт, мини-ГЭС мощностью от 100 кВт до 1 МВт и микро-ГЭС менее 100 кВт. Установленная мощность малых ГЭС от общей мощности в Китае 46%, в Японии 6%, в России 2%.

В России на данный момент эксплуатируются около 300 малых ГЭС суммарной мощностью 1 ГВт, планируется увеличение мощности малых и микро-ГЭС в 2015 году до 2200 МВт. Ожидается, к 2020 году общая мощность малых ГЭС в мире увеличится вдвое.

Неисчерпаемое Солнце

Энергия солнечного излучения, поступающая на земную поверхность, фактически в 40 раз превышает всю энергию, потребляемую человечеством. Солнце ежесекундно дает Земле 80 тысяч млрд кВт, что в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира.

соблазнительность солнечной энергетики обусловлена неисчерпаемостью, доступностью в каждой точке нашей планеты, экологической чистотой, но солнечное излуч. непостоянно во времени суток и зависит от погодных условий. Из-за этого каждая установка должна иметь либо устройство для аккумулирования энергии, либо дублирующую установку с другим источником энергии. Суммарная установленная мощность электростанций в мире ~ 400 М. Потенциальные ресурсы энергии Солнца в России в год оцениваются в 2300 млрд т у. т. Но при всем при этом используется ничтожная доля поступающей на Землю солнечной энергии ~ около 0,0003%.

Потенциал вулканического тепла

Тепловая энергия вулканических источников используется в 62 странах, за последние годы рост использования геотермальной энергии для производства электричества и теплового потребления составляет 4% в год. В настоящее время в мире строятся ГеоТЭС общей мощностью более 2 ГВт, в ближайшие годы проектируются ГеоТЭС мощностью 11,5 ГВт. Активное использование геотермальных ресурсов ведется в 58 странах мира, в т. ч. в Новой Зеландии, Франции, Исландии, США, Венгрии. Среди нетрадиционных способов получения энергии – ветрового, солнечного, приливного и пр. геотермальная энергетика занимает самое значительное место – ее вес в балансе альтернативных источников сейчас превышает 60%.

В США установленная мощность подходит к отметке 3000 МВт. В Мексике геотермальная составляющая в энергобалансе страны превышает 4%, но лидером являются Филиппины – десятки ГеоЭС совокупной мощностью 2000 МВт вырабатывают пятую часть всей электроэнергии страны. Россия располагает обширными запасами геотермальных ресурсов, энергия которых в 10-12 раз превышает потенциал органического топлива. Пока в нашей стране действуют 3 геотермальные электростанции на Камчатке: Паужетская, Верхне-Мутновская и Мутновская ГеоЭС. Их суммарная мощность составляет 70 МВт. Используя геотермальную энергию для теплоснабжения городов и поселков, Россия могла бы экономить 20-30% ископаемого топлива в течение ближайших 5-10 лет. Например, до сих пор фактически три миллиона человек в Краснодарском крае пользуются горячей водой, нагретой с помощью геотермальной энергии.

«Приливные» территории мира

Общий объем энергии приливов на Земле оценивается примерно в 3 млрд кВт-ч в год, что составляет примерно 15% всей потребляемой людьми электроэнергии, но имеются только около 100 мест, где сооружение приливных электростанций может оказаться экономически эффективным. на данный момент
действуют промышленная ПЭС Ранс во Франции – 240 МВт, опытная ГЭС в Канаде – 20 МВт, экспериментальная Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове в РФ – 450 кВт. Планируется создание новых мощных приливных станций в России, Норвегии и других странах.

Энергосберегающий ветер

Одним из чрезвычайно бурно развивающихся в последние годы направлений научно-технического прогресса в энергетике стала ветроэнергетика.
Ветроэнергетика во множественных странах является приоритетным направлением энергосбережения и использования экологически чистой возобновляемой энергии.

Установленная мощность ветроэлектростанций (ВЭС) в мире за 10 последних лет увеличилась в 10 раз и, по-видимому на конец 2005 г. могла составлять около 50000 ВВт.

С 1996 г. установленная мощность ветроэнергетических установок росла во всем мире со среднегодовым темпом роста, близким к 20-40%. В течение последнего десятилетия объем установленной мощности удваивался примерно каждые два с половиной года. В течение 2004 г. введено в эксплуатацию более 10000 МВт новых генерирующих мощностей. В 2000 г. суммарная установленная мощность ветроэнергетических установок (ВЭУ) в 55 странах мира составляла примерно 17700 МВт, из них в Германии – 6100 МВт, в США и Испании – 2500 МВт, в Дании – 23 МВт, в Индии – 1100 МВт. На долю этих 5 ведущих стран приходилось свыше 82%, а на долю 10 ведущих стран (включая Нидерланды, Италию, Великобританию, Китай и Швецию) – 92% общей установленной мощности ВЭУ мира.

Средняя мощность устанавливаемых ВЭУ, как ожидается, вырастет в течение следующего десятилетия с на данный моментшнего значения в 1300 кВт (1,3 МВт) до 1,5 МВт в 2007 г. и до 2,5 МВт в 2012 г. Модульная компоновка ВЭС и все возрастающая единичная мощность ВЭУ с 2,5-3,0 до 5,0 МВт и более позволяют обеспечивать условия для создания крупных энергосистем в масштабе страны и даже суперэнергосистемы, объединяющей энергосистемы различных стран (транснациональные энергосистемы). Благодаря этому будут существенно улучшены надежность и эффективность функционирования ВЭС. Следовательно, развитие ветроэнергетики за рубежом идет, с одной стороны, по пути увеличения единичной мощности ВЭУ и количества их в составе ВЭС, а с другой стороны, по пути их объединения для создания крупных энергосистем. Все это создает условия для получения дешевой конкурентоспособной электрической и тепловой энергии.

По данным Американского электроэнергетического института (EPRJ) стоимость одного кВт-ч электроэнергии на современных ВЭС за последние десять лет снизилась с 15 – 20 до 4 – 7 центов и на данный момент сравнима со стоимостью электроэнергии, получаемой на традиционных электростанциях ,– 5 – 9 центов/кВт- ч. на АЭС, 4 – 5 на ТЭС на угле и газе и 5-20 – на ГЭС различной мощности. Современные ветроэлектростанции по своим основным показателям сравнимы с современными электростанциями традиционных типов.

Это подтверждается цифрами стоимости установленной кВт мощности, что в настоящее время составляет:
– для ГЭС – 1000-2500 долл./кВт
– для ТЭС – 800 – 1400
– для ВЭС – 800 – 3000
– для АЭС – 2000 – 3000 долл./кВт.

К сожалению, Россия, ставшая (еще в 30-е годы ХХ века) пионером развития ветроэнергетики, в настоящее время серьезно отстает от промышленно развитых стран, особенно в практическом использовании энергии ветра. Для примера можно назвать такие цифры:
– объем серийного производства ВЭУ в 1950 – 1956 гг. составил 37523 ед. с установленной мощностью 80 мВт; в 1987 – 2002 годы 2000 ед. мощностью менее 1 МВт.

Однако, по мнению специалистов, развитие малой ветроэнергетики позволило бы решить ряд проблем, связанных с энергообеспечением северных и других труднодоступных территорий, не подключенных к общим электросетям, в которых проживает более 10 млн человек, и способствовать улучшению экологической обстановки. Небольшой позитивный пример – это самый крупный в России ветропарк в Калининградской области, состоящий из 21 ветроэнергетической установки. В настоящее время в области ведутся работы по возведению ветропарка мощностью 50 МВт морского базирования, на стадии проектирования Ленинградская – 75 МВт и Черноморская – до 40 МВт.

В соответствии с планами развития ВЭ до 2020 г. и ее перспективного развития до 2040-х годов, которые были сформулированы на последних крупнейших мировых ветроэнергетических форумах совместно с Европейской Ассоциацией по ветроэнергетике (EWEA), основные ориентиры мировой ветроэнергетики до 2040 г. выглядят так (см. табл. ниже).