1. Возобновляемые источники энергии в современном мире

Возобновляемая энергетика является одним из самых быстро развивающихся секторов экономики. Технологии возобновляемых источников энергии (ВИЭ)  отвечают всем требованиям и ограничениям современных технологий генерации и потребления энергии и дополняют существующие системы производства энергии, а также могут внести большой вклад в дальнейшую модернизацию энергетического сектора.

Более того, ВИЭ могут способствовать выполнению общей стратегии устойчивого развития. Они помогают снизить зависимость от импорта энергии, тем самым обеспечивая безопасность энергоснабжения. ВИЭ также могут улучшить условия конкуренции на рынке и имеют положительное влияние на региональное развитие и занятость населения. Европейская индустрия возобновляемой энергетики уже достигла уровня оборота в 10 млрд. Евро, а занятость в ней составляет 200 тысяч человек. Европа является мировым лидером в развитии технологий возобновляемой энергетики.

Такое развитие возобновляемой энергетики в ЕС было в значительной мере стимулировано активной законодательной политикой, которая создала условия для роста возобновляемой энергетики.

К возобновляемым источникам энергии относятся: энергия Солнца, ветра, энергия рек и водотоков, приливов и волн, тепловая энергия земли (геотермальная) и гидросферы (теплого воздуха и вод океанов, морей и водоемов), а также энергия биомассы (дрова, отходы сельскохозяйственного производства, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, бытовые отходы).

На современном этапе наибольшее развитие получило использование энергии ветра, Солнца и малых рек. Поэтому эти виды ВИЭ будут рассмотрены более подробно.

1.1. Использование энергии ветра.

Энергетический кризис 1973 г. стал той точкой отсчета, после которой началось интенсивное развитие возобновляемых источников энергии вообще и ветроэнергетики в частности.

Уже в 1974 г. во многих промышленно развитых странах мира стали разрабатываться и приниматься государственные многолетние программы исследований, разработок и использования возобновляемых источников энергии.

Целью пятилетней программы ERDA (США), принятой в 1974 г., являлась разработка экономически выгодных конструкций ветроэлектростанций (ВЭС) большой мощности, предназначенных  для параллельной работы с сетями действующих энергосистем. Ассигнования на выполнение программы с 1979 г. составили 147,6 млн. долл.

Первым регионом массового строительства ВЭС (ветроферм) стал штат Калифорния. Бюджетные дотации на ввод в действие новых мощностей и налоговые льготы обеспечили строительный бум. В 1982-86 гг. Калифорния превратилась во всемирный центр ветроэнергетики. Примерно 95% всех выпускаемых в мире ВЭС в тот период устанавливались в Калифорнии. Несмотря на большие объемы выполненных работ и средств, вложенных в создание ВЭС мегаваттного класса, начинать массовое применение пришлось с установок мощностью 20-100 кВт.

Рекомендуемые материалы

Строительный бум завершился в 1986 г., когда прекратилось действие льгот на вновь  вводимые мощности и изменились условия заключения контрактов на поставку: с 1987 г. контракты стали заключаться при ценах 700-1000 долл/кВт, а ранее ВЭС поставлялись по цене 1500-2000 долл/кВт.

После кратковременного спада строительство ВЭС в Калифорнии возобновилось, и в 1993 г. в США работали ВЭС общей установленной мощностью 2,4 млн. кВт.

На начальной стадии эксплуатации производство электроэнергии от ВЭС в Калифорнии было убыточным: в 1982 г. себестоимость электроэнергии составляла 30 цент/кВт.ч, в 1986 г. - 12 цент/кВт.ч, а в 1994 г. был достигнут важный рубеж снижения себестоимости лучших ВЭС до 5 цент/кВт.ч., при котором ВЭС становятся рентабельными по сравнению с АЭС и электростанциями, работающими на угле.

Успехи ветроэнергетики в США стимулировали ее развитие и в Европе, где первоначально (80-е годы) наибольших успехов добилась Дания. Здесь еще в конце 19 века впервые в мире создали ветроустановку для выработки электроэнергии, а в последней четверти 20 века на ее долю приходилось 45 % мирового экспорта ветроэнергетических установок (ВЭУ). В области использования энергии ветра Дания продолжает оставаться страной-лидером и хотя по объему выработки электроэнергии на ВЭС и установленной мощности ВЭС ее далеко обошли Германия, Испания и США, только в Дании ветровая энергия обеспечивает 18 % годового электропотребления.

Здесь разработана и введена в действие система налоговых льгот производителям ВЭС, субсидируется подключение ВЭС к сети, предоставляются льготные кредиты на строительство, гарантируется прием электроэнергии, вырабатываемой ВЭУ, по утвержденным правительством ценам.

Датские фирмы Vestas, Micon и Nordex контролируют более 1/3 мирового рынка сетевых ВЭС, и в значительной степени определяют уровень мировой ветроэнергетики (рис. 1.1.).

Общее состояние в мире характеризуется табл. 1.1, охватывающей развитие ветроэнергетики в различных странах и в мире на рубеже 21 века. Суммарная мощность ветроустановок (ВЭУ) достигла 24000 МВт. Страна-лидер в ветроэнергетике – США – потеряла свои позиции, и  на первое место вышла Германия, в которой общая установленная мощность ВЭУ в 2001 г. составила 8, 754 ГВт . На второе место в мире вышла Испания с установленной мощностью 3,337 ГВт , США оказались на третьем месте 2,525 ГВт), Дания -  на четвертом (2, 417 ГВт), Индия  - на пятом (1, 248 ГВт). По данным Европейской Ветроэнергетической Ассоциации в 2001 г. был поставлен рекорд прироста установленной мощности. Он составил за год 4497 МВт, т.е. 35% к предыдущему году.

Таблица 1.1

Установленная мощность ветроустановок, подключенных
к электрическим сетям в странах мира, МВт

Рис. 1.1. Ветроагрегат мощностью 750 кВт фирмы Nordex

В самом конце прошлого века (1999 г.) Мировая Ветроэнергетическая ассоциация приняла Программу «Wind Force 10», цель которой – достижение 10% - ной доли ветроэнергетики в мировом производстве электроэнергетики к 2020 г. (табл. 1.2) при увеличении годового производства электроэнергии в мире почти в два раза. На момент публикации программа казалась абсолютно нереальной. Однако жизнь показывает, что в 2000-2001 гг. превышены даже эти показатели. Так, на 2000 г. прогноз 17017 МВт, факт – 18449 МВт, на 2001 г. прогноз 21510 МВт, факт – 24000 МВт.

Таблица 1.2

Программа развития ветроэнергетики: «Wind Force 10» - достижение доли 10% к 2020 г.

Высокие темпы прироста мощностей ВЭС продолжают сохраняться: в 2002 г. общая установленная мощность ВЭС достигла уровня 39 млн. кВт. Европейская ассоциация ветроэнергетики и организация «Greenpeace» опубликовали  совместный доклад «Wind Force 12», подготовленный для Всемирной конференции по устойчивому развитию в Йоханнесбурге. Показано, что к 2020 г. доля ветроэнергетики в мировом производстве электроэнергии повысится до 12 %. Согласно приводимому в докладе прогнозу к 2030 -2040 гг. совокупные мощности ВЭС достигнут 3 ТВт, и их годовая выработка обеспечит 20 % мирового энергопотребления. Установленная мощность ВЭС в Европе в 2002 г. составила 74% от общей мощности ВЭС на земном шаре, при этом 84% европейских ВЭС сосредоточено в Германии, Испании и Дании.

Учитывая темпы ввода новых ВЭУ и ежегодный прирост установленной мощности ВЭС, Европейская ассоциация ветроэнергетики (EWEA) пересмотрела программу «Wind Force 10» и опубликовала доклад «Wind Force 12», в котором показана возможность к 2020 г. повысить долю ветроэнергетики в мировой выработке электроэнергии до 12 % . Опираясь на европейский опыт развития ветроэнергетики в последние годы, авторы доклада показывают, что технически возможен и экономически оправдан рост установленных мощностей в ветроэнергетике на 25% в год до 2007 г. с выходом на 120,6 ГВт, подключенных к энергосистемам.

К 2012 гг. прирост снизится до 20% в год с выходом на 352,241 ГВт установленных мощностей. Затем прирост снизится до 10% в 2016 г. С 2020 г. прирост мощностей выровняется на уровне 150 ГВт ежегодно, и к 2030 - 2040 гг. совокупные мощности достигнут примерно 3000 ГВт, что будет соответствовать порядка 20% мирового энергопотребления.

Ожидается, что ведущую роль в реализации программы будут играть страны Европы и Северной Америки. Важный вклад внесут и такие страны, как КНР. Однако в развивающихся странах для реализации целей программы необходима стабильная политическая среда. Шельфовые установки будут важным фактором европейского рынка. Средняя мощность турбин увеличится с нынешнего уровня в 1 МВт до 1,3 МВт в 2007 г. и 1,5 МВт в 2012г.

Уже сейчас на долю европейских стран приходится 75% всей электроэнергии, вырабатываемой на ВЭС в мире. А к 2010 г. европейские ВЭС увеличат выработку в 5 раз и 30 млн. европейцев будут обеспечены экологически чистой электроэнергией. Распределение установленных мощностей ВЭС в современной Европе представлено в табл. 1.3. В Германии, Испании и Дании на ВЭС производится около 80% всей электроэнергии, вырабатываемой ветроэнергетикой, поэтому представляет интерес более подробно остановиться на перспективах развития ВЭС в этих странах.

Германия. В 2002 г. установленная мощность ВЭС возросла на 3247 МВт. В дальнейшем, по оценке экспертов Германской Ассоциации по ветроэнергетике (BWE) ежегодное увеличение установленной мощности ВЭС составит около 2500 МВт. К настоящему времени почти 50 % пригодных для размещения ВЭС территорий уже используются.

Удвоение установленной мощности и достижение отметки 20 000 МВт на суше является и теоретически, и практически абсолютно реальным. Если еще учесть работу первых шельфовых ВЭС, то тогда общая установленная мощность всех ВЭС в Германии достигнет к 2010 году 23 000 МВт. Это позволит получать 8% электроэнергии за счет возобновляемой энергетики.

Прогнозируется, что к 2030 году объем электроэнергии, выработанной на всех ВЭС Германии, составит 28%. В дальнейшем, основная ставка будет сделана на модернизированные традиционные ВЭС и на шельфовые ВЭС.

Испания. Правительством страны был утвержден национальный энергетический план развития энергетики Испании на период с 2002 по 2011 гг.

Таблица 1.3

Мощность Европейских ВЭС в 2002-2003 г. (МВт)

В соответствии с новым планом объемы электроэнергии, выработанной за счет ветра, должны увеличиться на 45% в сравнении с целью, намеченной в 1999 году. В целом вся возобновляемая энергетика должна развиваться динамичнее и масштабнее, чем использование природного газа.

Внимание к использованию ВИЭ в Испании вызвано увеличением за последние 10 лет спроса на экологически «чистую» электроэнергию. Спрос составил в среднем 3,09% в год. Для сравнения в среднем по Европе эта цифра равна 1,1%. В Испании, как и в других странах ЕС, поставлена главная цель развития возобновляемой энергетики - 12 % электроэнергии за счет ВИЭ к 2011 году.

В ближайшие 10 лет в стране прогнозируется увеличение спроса на электроэнергию до 30%. Основными источниками производства энергии станут природный газ и возобновляемая энергетика. Применение угля, нефти и атомной энергетики будет снижаться.

Дания первой на континенте начала масштабное использование энергии ветра и сейчас является ведущим мировым производителем ветроэнергетического оборудования. К 2030 г. в Дании планируют за счет ВЭС обеспечить 50 % потребности в электроэнергии, что позволит сократить выброс парниковых газов в атмосферу. Наращивать установленную мощность ВЭС датчане предполагают как за счет строительства и установки более мощных агрегатов на суше, так и путем создания крупных шельфовых ВЭС. Первая ВЭС в море появилась именно в Дании в 1991 г., имеющая в составе 11 ВЭУ мощностью по 450 кВт. А крупнейшая из морских ВЭС находится в 3-х км от Копенгагена в протоке Ересунн и состоит из 20 ВЭУ мощностью по 600 кВт, которые должны вырабатывать до 0,35 млрд. кВт.ч электроэнергии в год.

Учитывая, что до 75 % установленной мощности всего мирового парка ВЭС сосредоточено в Европе и здесь же произведено более 90% всех ВЭУ, можно считать, что и в перспективе уровень мировой ветроэнергетики будет определяться европейскими ВЭС (рис.1.2).

Рис.1.2. Развитие ветроэнергетики в Европе и мире.

В странах ЕС поставлена цель – обеспечить за счет ВИЭ к 2020 г. производство 20% валового энергопотребления, из которых 2,4 % должна обеспечить ветроэнерегетика, что больше, чем малая гидроэнергетика и фотоэлектричество вместе взятые (2,1% и 0,2% соответственно).

Мировой прогноз развития ветроэнергетики также показывает (табл. 1.4), что, несмотря на снижение темпов роста установленных ВЭС, к середине 21 века более 3 % всей электроэнергии в мире будет вырабатываться за счет использования энергии ветра.

А с учетом того, что общий годовой потенциал ветровой энергии Земли оценивается в огромную цифру – 17,1 тыс. ТВт.ч и значительно превышает энергетические потребности человечества, можно говорить о неограниченных возможностях использования энергии ветра в обозримом будущем.

Таблица 1.4.

Прогноз темпов развития и доли ветроэнергетики в мировом валовом энергобалансе.

В первой половине ХХ века использованию энергии ветра в России придавалось большое значение. Трудами известных российских ученых-аэродинамиков, среди которых Н.Е. Жуковский, В.П. Ветчинкин и Г.Х Сабинин, была решена задача теоретического обоснования работы ветродвигателя, определены их эффективные конструкции. На рубеже 20-30х годов в СССР работал центральный ветроэнергетический институт (ЦВЭИ). В эти же годы была разработана и построена  в Балаклаве (Крым) крупнейшая в мире ВЭС мощностью 100 кВт. В 50-х годах на нужды сельскохозяйственного производства работали тысячи небольших ВЭУ, обеспечивая подъем воды и электрификацию ферм. Однако с развитием централизованного энергоснабжения выпуск ВЭУ был прекращен и даже мировой энергетический кризис 1973 г, который наша страна практически не ощутила, не заставил обратить серьезное внимание на ветроэнергетику. А то, что было сделано: организация НПО «Ветроэн», разработка программы развития ВИЭ, выпуск опытных образцов ВЭУ разной мощности, не идет ни в какое сравнение с тем, что в 80-90-х гг. делалось в области ветроэнергетики в развитых странах Европы и Америки. И сегодня Россия, имея всего около 11МВт установленной мощности ВЭС, занимает в мировом ветроэнергетическом табеле о рангах место лишь в четвертом десятке.

Основные данные о ВЭС на территории России приведены в табл. 1.5, причем следует обратить внимание на то, что они укомплектованы в основном зарубежными ветроагрегатами.

Вопросы строительства крупных сетевых ВЭС в стране еще не вышли из стадии изучения и опыт эксплуатации существующих ВЭУ должен быть обобщен и изучен, что требует принятия соответствующей программы работ. Иначе ценный опыт будет утерян и в дальнейшем не удастся избежать повторения ошибок.

Таблица 1.5

ВЭС в России.

1.2. Использование энергии Солнца.

За последние 5 лет общий показатель роста в секторе солнечного электричества был на уровне 30-40% в год. В 2002 году этот показатель в Европе был на уровне 33%. Фотоэлектрические станции уже сейчас снабжают электроэнергией сотни тысяч людей по всему миру; солнечная индустрия обеспечивает занятость десятков тысяч людей и ее годовой оборот превышает 1 млрд. Евро. Фотоэлектрические системы обычно подключаются к существующим электросетям или снабжают электроэнергией автономные объекты.

Рис. 1.3. Развитие рынка фотоэлектричества в Европе и мире

Динамика производства солнечных фотоэлектрических модулей в мире начиная с 1971 г. и прогноз на 2005 и 2010 гг. приведены в табл. 1.6. В 2000 г. производство модулей составило 288 МВт и через 5 лет возрастет в 2,5 раза, а еще через 5 лет предполагается его утроение. Так же как и в ветроэнергетике, эти прогнозы будут превышены. Страны - лидеры в производстве фотоэлектрических модулей: Япония (80 МВт в 2000 г.), США (60 МВт), Германия (50 МВт), Индия (47 МВт). В пользу оптимистического прогноза говорит тот факт, что нефтяные компании Шелл, Бритиш Петролеум и др. начинают активно участвовать в развитии фотоэнергетики. Например, Бритиш Петролеум закупает заводы по производству фотоэлектрических модулей, организует монтаж фотоэлектрических установок в Африке. Компания рассматривает это направлений как одно из основных в диверсификации своей деятельности.

Таблица 1.6

Динамика годового производства в мире солнечных фотоэлектрических
элементов/модулей, включая прогноз на ближайшие 10 лет (МВт)

Примечание. Производственные мощности по выпуску модулей в России составляют 3 МВт.
Объём продаж - около 0,6 МВт.

В табл.1.7 представлены прогнозы развития различных направлений использования фотоэлектричества: для потребительских товаров, автономные установки для сельских и городских домов, источники питания средств связи, солнечно-дизельные установки, установки, соединенные с энергосистемами на крышах домов, и сетевые электростанции. Получается, что по этому прогнозу область применения солнечных фотоэлектрических установок имеет широкий спектр: от индивидуальных бытовых установок до передачи энергии в общую сеть. Особое развитие это направление получило в Германии, Японии, США, Индии и во многих других развивающихся и развитых странах мира. На следующей табл. 1.8 показано изменение удельной стоимости фотоэлектрических модулей с 1950 до 2000 г. За 50 лет удельная стоимость снизилась с 1000 долл./Вт в 1950 г. до 4-5 долл./Вт в 2000 г. Это колоссальный прогресс, однако удельная стоимость еще высока и работы по её снижению интенсивно ведутся во всех странах.

Основным направлением снижения удельной стоимости фотоэлектрических станций является повышение КПД солнечных элементов и модулей. В конце восьмидесятых годов был составлен оптимистический прогноз увеличения КПД модулей и на этой основе снижение стоимости фотоэлектрических установок. Однако прогноз по КПД на 2000 г. не оправдался, т. е. промышленность на проектируемый уровень не вышла, хотя в лабораторных условиях эти показатели достигнуты и превзойдены.

Таблица 1.7

Прогноз мирового рынка по типам солнечных фотоэлектрических установок (МВт/год)

Таблица 1.8

Фотоэлектричество.

Изменение стоимости фотоэлектрических модулей (долл. США/Вт)

Будущее фотоэнергетики

Исчерпывающие фактические данные по экономике фотоэлектрических систем имеются в Германии, где развитие фотоэнергетики пользуется широкой поддержкой государства, несмотря на дороговизну этих систем.

Так, удельные капитальные вложения составили 14000 ДМ/кВт для установки на крыше дома мощностью 2 кВт и 1000 ДМ/кВт для достаточно мощной (100 кВт) установки, смонтированной на земле. При этом стоимость электроэнергии составила соответственно 1,46 ДМ/кВт-ч и 1,08 ДМ/кВт.ч, при тарифе на электроэнергию в Германии 17 пф/кВт.ч.

Тем не менее, у владельцев этих установок государство покупает электроэнергию по указанным ценам, обеспечивая тем самым заказы промышленности, увеличение объема производства, а значит, и снижение стоимости фотоэлектрических модулей.

Подведем краткие выводы:

• фотоэнергетика является также экологически чистым источником энергии; существующие экологически грязные технологии получения кремния солнечного качества будут в ближайшее пятилетие заменены экологически чистыми;

• сырьевая база фотоэнергетики (кремний) практически неисчерпаема, его содержание в земной коре превышает запасы урана в 100 тысяч раз; энергетическая база - неисчерпаема: за счет энергии солнца в перспективе можно обеспечить потребность человечества в электроэнергии;

• фотоэнергетика - наиболее дорогой источник возобновляемой энергетики, и тем не менее, за последние пять лет годовые темпы роста выпуска фотоэлементов составляют 25-30% к предыдущему году.

Существование этого на первый взгляд парадоксального явления (бесспорный рост при максимальной стоимости установленной мощности) объясняется следующими причинами:

• возможность обеспечить электроснабжение потребителей разной мощности: от долей ватта до сотен киловатт, т. е. от малого бытового прибора до электроснабжения маяков, радио- и телеретрансляционных станций, жилых домов, офисов, освещения деревень и т. п.;

• высокие эксплуатационные качества: надежность систем на базе фотобатарей из-за отсутствия вращающихся частей, долговечности (25-30 лет) фотоэлементов; полная автоматизация, отсутствие шума;

• сравнительная легкость и простота монтажа (не нужны мощные краны), высокая заводская готовность;

• сравнительно малые эксплутационные затраты;

• экологическая чистота: фотобатареи - единственный источник электричества, который без всяких ограничений может быть применен в заповедниках, заказниках, зонах отдыха и т. д.

Основной задачей специалистов и ученых в области фотоэлектричества является снижение удельной стоимости модулей в 2 раза в ближайшие 3-4 года. Кроме указанных выше путей: применение солнечных концентраторов и повышение КПД фотоэлементов, существующий вклад в решение этой задачи могут внести новые технологии получения кремния солнечного качества. По всем трем направлениям наука России находится на передовых позициях, однако объемы производства фотоэлектрических модулей очень малы, ниже 1 МВт в год.

1.3. Использование энергии малых рек и водотоков.

Малая гидроэнергетика может быть одним из наиболее экономически эффективных способов генерации электроэнергии. Малые ГЭС имеют большой срок службы и сравнительно низкие эксплуатационные расходы. Как только окупаются сравнительно большие капитальные вложения, малые ГЭС начинают производить электроэнергию по низкой цене, причем срок службы малых ГЭС составляет 50 лет и более. Малые ГЭС могут обеспечить электроэнергией базовую нагрузку и ее потенциал в Европе еще не полностью использован (рис.1.5).

Рис. 1.5. Развитие малой гидроэнергетики в Европе в 1990-2002 гг.

К МГЭС в разных странах относят ГЭС различной мощности: в России – до 30 МВт, в Индии – до 15 МВт, в Китае и Германии – до 5 МВт, большинство остальных стран – до 10 МВт. Однако существующая мировая статистика не различает малые и крупные ГЭС.

Многие исследователи утверждают, что малые ГЭС составляют порядка 10% общей установленной мощности гидростанций. Во всяком случае, в 26 европейских странах, включая 15 стран – членов ЕС, в 2000 г. выработка на малых ГЭС составила 50,1 ТВт-ч в год, что составляет 1,7% общей выработки электроэнергии и 9,7% от выработки электроэнергии на ГЭС.

Установленная мощность ГЭС в мире в 2000 г. составила порядка 790 ГВт. С небольшим запасом общую установленную мощность МГЭС в мире можно принять равной 70 ГВт.

Возможности строительства крупных ГЭС в Европе практически исчерпаны, и в настоящее время внимание направлено на развитие малых ГЭС, мощность которых не превышает 10 МВт (иногда даже принимается лимит 5 МВт). Они генерируют электричество, преобразуя энергию малых рек, каналов, промышленных водотоков. Сегодня эта технология получения электричества является технически выверенной и экономически выгодной.

Малая ГЭС с установленной мощностью 1 МВт может вырабатывать 6000 МВт.ч в год, предотвращая при этом эмиссию 4000 тонн углекислого газа, которые были бы выброшены в окружающую среду при выработке этого же количества электричества электростанцией, работающей на угле.

Экономический потенциал гидроэнергии в мире составляет 7300 ТВт.ч/год. Из этого объема 32% уже освоено, в том числе 5% за счет малых ГЭС.

В 1995 году в 15 странах ЕС было получено 33 ТВт.ч/год. Ожидается, что к 2010 году этот показатель составит 39 ТВт.ч/год, в основном за счет роста мощностей гидроэнергетики в Испании, Италии, Швеции, Германии и Австрии. Во всем мире за счет малой гидроэнергетики в 2010 году планируется получить 220 ТВт.ч/год, а установленная мощность достигнет 55 ГВт.

Быстрый рост ожидается, в основном, в Азии, Латинской Америке, Центральной и Восточной Европе и странах бывшего Советского Союза, в странах ЕС усилия будут сосредоточены, на реконструкции старых ГЭС, а не на строительстве новых объектов.

В России на 01.01.2005 г. насчитывается 102 малых и микроГЭС общей мощностью 670 МВт, которые производят ежегодно около 2,7 млрд. кВт.ч электроэнергии. Таким образом, МГЭС России составляют по мощности 1,6 % от всех гидроэлектростанций страны и вырабатывают 1,7 %. электроэнергии, производимой гидроэнергетикой. Обобщенные технико-экономические показатели работы МГЭС приведены в таблице 1.9.

Наиболее экономически целесообразными направлениями развития малой гидроэнергетики в настоящее время являются:

• реконструкция и восстановление существовавших ранее малых ГЭС;

• строительство малых и микроГЭС при сооружаемых гидроузлах, на существующих водохранилищах неэнергетического назначения с перепадами;

• сооружение малых ГЭС на небольших реках.

Таблица 1.9

Обобщенные технико-экономические показатели МГЭС (на 2003 г.)

Нерешенными до настоящего времени остаются вопросы прав на использование малых водотоков, разделения этих прав между собственниками гидротехнических сооружений, водо- и землепользователями, и, следовательно, прав на вырабатываемую с помощью водотока электроэнергию.

Кроме того, сдерживает развитие малой гидроэнергетики вопрос возможности продажи генерируемой мощности в энергосистему по ценам, обеспечивающим заинтересованность ее производства с помощью МГЭС.

Но, несмотря на это, все большое внимание строительству МГЭС уделяют в регионах России.

ОАО «Башкирэнерго» построило и эксплуатирует 6 МГЭС общей мощностью 807 кВт. Для сокращения затрат малые ГЭС сооружаются на действующих водохранилищах, собственниками которых являются ГП «Башводмелиорация» и Бельское водо-бассейновое управление и получают воду из водохранилищ через санитарные донные водопропускные трубы.

Построены 4 микроГЭС в Белорецком и Хайбуллинском районах республики.

Ведется строительство МГЭС в республике Тыва общей мощностью 660 кВт. МГЭС на р. Моген-Бурен мощностью 100 кВт пущена в 2001 г. Завершено строительство первой очереди МГЭС на р. Кайру (республика Алтай), пуск которой состоялся весной 2002 г.

Заслуживает внимания и восстановление ранее действующих МГЭС в зонах централизованного энергоснабжения, поскольку ввод в эксплуатацию ранее списанных малых ГЭС будет содействовать не только решению проблем энергоснабжения удаленного от энергосистемы потребителя, но и являться важной составной частью энергоснабжения в больших системах.

1.4. Перспективы развития и использования ВИЭ.

В 1980 году доля производимой электроэнергии на ВИЭ в мире составляла 1%, к 2005 году она достигнет 5%, к 2020 г. — 13% и к 2060 г. — 33%.

По данным Министерства энергетики США в этой стране к 2020 году объём производства электроэнергии на базе ВИЭ может составить от 11 до 22% от общего производства (включая мощные ГЭС).

В планах Европейского Союза намечается увеличение доли использования ВИЭ в энергопотреблении (т.е. производства электричества и тепла) с 6% в 1996 г. до 12% в 2010 г.

Исходная ситуация в странах ЕС различна. И если в Дании доля возобновляемых источников энергии уже в 2000 г. достигла 10%, то Нидерланды планируют увеличить долю ВИЭ с 3% в 2000 г. до 10% в 2020 г.

Большая роль принадлежит Германии, планирующей увеличить долю ВИЭ с 5,9% в 2000 г. до 12% в 2010 г. в основном за счёт энергии ветра, солнца и биомассы.

Представление о масштабах роста в Европе ВИЭ на ближайшие 15 лет дают результаты, приведенные в таблице 1.10.

Таблица 1.10

Сценарий роста валового энергопотребления и развитие возобновляемой энергетики
в период с 2000 по 2020 гг. в Европе (в млрд. т н.э.)

Электрическая мощность электростанций на возобновляемых источниках энергии (без крупных ГЭС) в мире составит 380 -390 ГВт (в 1,8 раза больше современной суммарной мощности всех ЭС России -215 ГВт).

22 Административно-правовые методы управления - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

В числе важнейших причин, обусловивших активное развитие ВИЭ за рубежом, наиболее существенными являются следующие:

§ необходимость обеспечения энергетической безопасности стран, обострившаяся во время топливного кризиса 1973 года, показавшего сильную зависимость западных стран от импорта нефти. Примерно на период 1973 -1975 гг. приходится разработка планов развития ВИЭ, которые были реализованы с превышением. В настоящее время актуальность использования ВИЭ вновь повышается в связи с устойчивым ростом цен на нефть и возможностью новых энергетических кризисов;

§ обострение проблем экологии и связанные с этим необходимость и стратегия на снижения выбросов парниковых газов, нашедшие концентрированное выражение в протоколах Киотского совещания и активно реализуемые за рубежом с привлечением больших государственных средств и частных инвестиций;

§ международная конкуренция и борьба индустриально развитых стран за выгодные и весьма перспективные высокотехнологичные сектора мирового рынка, особенно в развивающихся странах;

§ стратегия, направленная на сохранение запасов собственных энергоресурсов;

§ увеличение потребления ценного органического сырья в неэнергетических производствах.