Ветряки и солнечные батареи: производить энергию дешевле, но использовать невыгодно. Энергетический парадокс Беларуси

36 853
651
10 июня 2020 в 15:11
Ведущий рубрики: Дмитрий Корсак

Ветряки и солнечные батареи: производить энергию дешевле, но использовать невыгодно. Энергетический парадокс Беларуси

Заслуженно называть свою страну прогрессивной в сфере экологии и в плане перехода на возобновляемые источники энергии просто приятно. Это веский, но недостаточный аргумент для того, чтобы поменять энергетическую стратегию государства. Как только возникают вопросы такого глобального уровня, в дело вступают цифры, факты и системные проблемы. Сегодня мы попробуем выяснить, есть ли смысл в развитии альтернативных источников энергии в Беларуси и, если да, что мешает тому, чтобы мы наконец начали изо всех сил гордиться ситуацией.

Совместно с нашими партнерами из A1 мы продолжаем цикл эколекториев, в подготовке которых нам помогают друзья из Европейского колледжа Liberal Arts, Центра экологических решений и научно-популярного проекта «Массаракш». Первая лекция прошла в режиме офлайн, в апреле мы говорили с вами уже в формате онлайн-трансляции, и вот с началом лета мы все еще вынуждены поберечь лекторов и зрителей и не приглашать их на встречу лицом к лицу.


Тема сегодня сложная, но очень интересная. Рассказать о перспективах развития альтернативной энергетики мы пригласили главного аналитика консалтинговой компании «Смарт Аналитика», технического эксперта Соглашения мэров по климату и энергии Владимира Рака, перед которым поставили глобальную задачу — максимально понятно и интересно объяснить, что же происходит в этой области сейчас и чего можно ждать в будущем. Считаем, что Владимир справился с задачей блестяще.

Сегодня мы опубликуем самые интересные фрагменты лекции, но помните, что у вас есть возможность прослушать ее целиком, включая ответы на вопросы, заданные нашими зрителями и читателями.



В начале своего рассказа Владимир напомнил, в какой ситуации наша страна находится сейчас: когда речь идет о возобновляемой энергетике, стоит упомянуть традиционную, чтобы была возможность сравнивать. В Беларуси сегодня существует три основных вида традиционных источников тепловой и электрической энергии, использующих ископаемое топливо. Первый — это котельные, которые используют газ, дрова, торф и уголь для производства тепловой энергии. Второй — электростанции, вырабатывающие электроэнергию (на старых электростанциях потери могут достигать 60% и более, на новых КПД находится в районе 50—52%). Третьим, наиболее эффективным и экономичным, можно назвать теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые вырабатывают электроэнергию как электростанции, но при этом часть теряемого тепла могут использовать с пользой, например для отопления домов.


Из чего выбирать?

Перечислим возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Популярностью пользуется ветроэнергетика. Сегодня она развивается наиболее активно как с точки зрения объемов получаемой энергии, так и с точки зрения ее качества. Если пару десятков лет назад один ветряк производил 75—100 кВт, то сегодня уже идет разговор об установках, которые вырабатывают 10 МВт, — мы видим рост в сто раз.

В 2012—2013 годах в Беларуси проводилось исследование, в результате которого было выявлено более 1800 площадок, подходящих для строительства ветряков, и был оценен потенциал этого вида энергетики для страны. Исходили из того, что на каждой площадке может быть поставлен ветряк мощностью 0,5 МВт. Сейчас этот показатель вырос в разы. Потенциал ветроэнергетики в данный момент вообще оценить трудно, потому что границы его неясны и при этом постоянно расширяются.

Проблема заключается скорее в самом источнике энергии: нет ветра — нет электричества. Наиболее часто наблюдаемые ветра у нас в стране дуют со скоростью 2—3 метра в секунду, а это сила, при которой ветряк только начинает свою работу и не способен достигнуть нормативной мощности. В результате получается, что на номинальной мощности ветряки в большинстве своем работают всего несколько сотен часов в году. Поэтому технологическое развитие ветроэнергетических установок заключается и в том, чтобы поднять ротор как можно выше, где ветра всегда дуют сильнее, и сделать лопасти как можно больше, чтобы их мог разгонять даже небольшой ветерок.

Вторым источником энергии является солнечная. Она сегодня также активно развивается. Прогресс виден хотя бы в том, что за последние годы стоимость солнечной панели упала в сотни раз. И здесь тоже есть две стороны медали. С одной стороны, при таком способе добычи электроэнергии нет вращающихся деталей, которые подвержены износу, помимо этого, в связи с развитием технологии она становится все дешевле. Другая сторона — такие установки занимают бо́льшие площади (что беспокоит экологов).

Солнечные установки в нашей стране развиваются сегодня все активнее и имеют более прогнозный показатель в течение дня, в отличие от ветряков: мы не знаем точно, какой ветер будет сегодня дуть, но с точностью до секунды можем предугадать восход солнца. Важно отметить, что в пасмурную погоду солнечные установки также вырабатывают энергию, но в значительно меньших объемах.

Гидроэнергетика является возобновляемой, но ее сложно назвать альтернативной, потому что использовать ее начали очень давно. Среди гидроэнергетических установок, актуальных для нашей страны, можно выделить плотинные, при которых в запруженной реке поднимается уровень воды и благодаря ее перепаду приводится в движение турбина. Преимущество ГЭС заключается в том, что они могут как производить, так и накапливать энергию. Для этого создаются так называемые гидроаккумулирующие станции, которые, помимо того, что вырабатывают электроэнергию, могут расходовать ее, закачивая воду выше по течению, тем самым формируя запас воды для выработки электричества в нужный момент. К сожалению, наш равнинный рельеф приводит к затоплению больших территорий при сооружении высоких платин, поэтому развитие гидроэнергетики у нас также ограничено.

Еще одним альтернативным источником электрической и тепловой энергии является биотопливо. В Беларуси древесина используется достаточно активно, в первую очередь как раз в качестве источника тепла. Также может использоваться биогаз, который добывают, например, из отходов сельского хозяйства или в результате переработки иловых осадков канализации. Такие виды топлива очень выгодны с точки зрения ограничения выбросов парниковых газов, потому что полученный в результате переработки метан сжигается в энергетических установках, а значит, не попадает в атмосферу. Метан является более активным парниковым газом, чем углекислый газ.

Другие виды возобновляемых источников энергии более экстравагантны, к тому же есть вопросы с их потенциалом и экономикой использования. Это, например, приливные гидроэлектростанции, волновые электростанции и так далее.

Пока обходимся без «складов»

В Беларуси есть два основных топливных комплекса: теплоэлектроэнергетический и нефтеперерабатывающий. Я хочу объяснить цифры, из-за которых часто идет спор о том, какой процент возобновляемых источников энергии используется в энергосистемах в общем. Часто вы можете увидеть из нескольких источников совершенно разные цифры даже для одной страны. Нужно понимать, о каких данных идет речь.

Если мы говорим об общем потреблении энергии (потребление в домах, организациях, на транспорте и для получения тепловой и электрической энергии), то доля энергии солнца, ветра, воды и других ВИЭ не так велика, а в Беларуси — еще меньше. А вот если перейти к производству только электричества, то вы сможете услышать, что в некоторых странах доля ВИЭ при производстве электроэнергии увеличилась на десятки процентов, особенно в странах Евросоюза. Растет она и у нас, но, к сожалению, опять же не такими скорыми темпами, как хотелось бы.

Важно все время помнить, что электро- и тепловая энергия отличается от остальных продуктов тем, что ее очень сложно сохранять. По сути, она должна производиться в тот же момент, когда и потребляется. По крайней мере в нашей стране нет больших технологических накопителей, позволяющих какую-то значимую часть электроэнергии «приберечь на потом». И это очень большая проблема.

Задумайтесь, сколько складов задействовано при производстве обычного товара. В энергосистеме подобное реализовать пока невозможно. Представьте, что вы приходите в магазин за молоком, и сразу после вашего запроса молоко из вымени коровы по длинным-длинным трубам наливают прямо вам в бутылку. Согласитесь, сложная получилась бы система. Но именно так и работает электроэнергетика.

Регулирование энергосистемы страны — процесс, требующий филигранной точности. Даже небольшое отклонение баланса выработки и потребления сказывается на частоте потребляемого тока, а это может вызвать или отказ в работе бытовых электроприборов, или, наоборот, есть опасность того, что они сгорят.

Первоначально возобновляемые источники энергии мы не развивали из соображений экономики: они действительно были очень дорогими. Сегодня мы можем говорить, что цены на энергию, вырабатываемую возобновляемыми источниками, сопоставимы с ценами, когда ее получают из ископаемых видов топлива.

Но активного развития не наблюдается. Тут важно учитывать график суточного потребления электроэнергии в стране. Понятное дело, что есть пиковые нагрузки утром и вечером, высокое плато днем и низкое ночью. Помимо этого, существует отопительный период. В каждый момент времени при этом наши электростанции должны работать таким образом, чтобы спрос всегда был обеспечен вырабатываемой электроэнергией.

Не все станции могут поменять свою мощность электричества. Например, ТЭЦ сделать это будет сложно потому, что они привязаны еще и к производству тепловой энергии. Здесь помогают конденсационные электростанции (КЭС), которые у нас многие еще знают под советской аббревиатурой ГРЭС. В скором времени будет произведен запуск белорусской АЭС, и после него возникнет вопрос: что сделать с избыточной электроэнергией, которая особенно будет наблюдаться в периоды низкой (базовой) нагрузки? Доля КЭС, очевидно, снижается, для их работы мало «пространства», но и без них мы тоже не справимся, ведь, как вы помните, они выступают в качестве регулятора.

Почему дешевле, но невыгодно?

Производство выше, чем потребление, — это уже проблема. Необходимо придумать нового потребителя, потому что снизить мощность АЭС мы не можем: это вопрос ядерной безопасности. Снизить мощность ТЭЦ мы тоже не можем: это вопрос тепла в домах. Думаю, понятно, что в этой ситуации тяжело обосновать ввод мощностей ВИЭ, которые мы, по сути, не можем регулировать. Введение подобного рода переменной сильно усложнит управление энергосистемой страны.

Как мне кажется, именно эта ситуация и является основным тормозом развития возобновляемых источников энергии в нашей стране.

Но не все фатально, есть надежда. После пуска АЭС, когда станет ясно, в каком режиме будут работать другие энергостанции, когда энергопотребление начнет расти, экономические модели показывают, что наиболее эффективным видом производства электроэнергии станет тандем из солнечной и ветряной энергии.

Помимо этого, формирование рынка электроэнергии приводит к тому, что в периоды, когда спрос на нее максимальный, приходится включать в работу максимально дорогие в эксплуатации мощности, а значит, и стоимость такого электричества растет. В условиях, при которых тариф на электроэнергию будет привязан к затратам на производство электроэнергии (изменяться в зависимости от времени суток), рядовым гражданам и предприятиям будет выгодно выключать некоторые приборы, когда электроэнергия дорогая, и запускать их как раз тогда, когда стоимость электричества наиболее низкая. Таким образом потребители экономят на стоимости, а у энергосистемы сглаживаются пиковые нагрузки и «провалы».

Также стоит вспомнить про системы хранения энергии, которые могут ее накапливать, когда нет спроса, и отдавать, когда он растет. Одна из технологий предлагает в качестве таких систем хранения использовать аккумуляторы электромобилей. В них можно заложить алгоритм, при котором заправляться они будут в период, когда стоимость энергии максимально низкая, а в случае если владелец авто указал, что какое-то время он не будет пользоваться машиной, в период пиковой нагрузки на сеть и высокой стоимости электромобиль будет отдавать в сеть энергию из своих аккумуляторов.

Содержание закона о возобновляемых источниках энергии можно прочитать здесь. В нем, помимо всего прочего, прописано, что энергию из возобновляемых источников государственная энергосистема должна покупать, причем по стимулирующему тарифу. Этот тариф определяют сейчас из расчета тарифа для промышленных предприятий плюс определенный коэффициент. В итоге ВИЭ стали продавать электроэнергию в энергосистему дороже, чем она продает ее потребителям. Очевидно, что это убыточная операция, но, с другой стороны, такие тарифы позволили привлечь интерес к подобного рода технологиям, запустить первые серьезные шаги.

Мощности ВИЭ растут, и покупать энергию у них по такой цене становится все более убыточно. Я думаю, что это повлияло на появление указа президента от 18 мая 2015 года (посмотреть можно здесь), в котором были введены квоты на использование ВИЭ, по сути, с указанием на то, что при сохранении всей той поддержки, что была прописана в законе выше, мы не можем оказывать ее при тех объемах, что сейчас формируются.

Я думаю, что такая позиция не совсем верна. Сегодня мы видим, что возобновляемые источники уже позволяют производить энергию по себестоимости ниже, чем на традиционных электростанциях (например, в этой статье говорится, что подобная ситуация возникла уже в 2017 году).

То есть проблема не столько в сложности или дороговизне использования ВИЭ, сколько в существующей системе регулирования. На мой взгляд, правильнее всего было бы уже сегодня признать, что электроэнергия, полученная на ВИЭ, — это не «экзотика», которая требует поддержки. Можно убрать все льготы и повышающие коэффициенты, но при этом также снять и ограничения на ввод новых установок ВИЭ.

Второй существенный аргумент против развития ВИЭ в нашей стране заключается в том, что они требуют затрат на создание резервных мощностей. Это действительно так, потому что и ветер, и солнце непостоянны, и при использовании их энергии необходимо иметь маневренные мощности для поддержания баланса в энергосистеме. Но это не причина сдерживать развитие ВИЭ. Для увеличения резерва в связи с пуском АЭС в энергосистеме запланировано создание дополнительных 800 МВт пиково-резервных мощностей. Они могут также использоваться для резервирования работы ВИЭ. Более того, если себестоимость производства электрической энергии на ВИЭ с учетом затрат на резервирование их работы будет ниже, чем себестоимость производства на ископаемых видах энергии, то вопрос о затратах на резервы вообще не должен подниматься. ВИЭ их покроют. Нужно только создать возможность прозрачного формирования цен или тарифов на резервные мощности и соответствующего правового регулирования работы энергосистемы. Сегодняшние ограничения на работу ВИЭ лежат исключительно в правовой плоскости.

Читайте также:

Хроника коронавируса в Беларуси и мире. Все главные новости и статьи здесь

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Самые оперативные новости о пандемии и не только в новом сообществе Onliner в Viber. Подключайтесь

Перепечатка текста и фотографий Onliner без разрешения редакции запрещена. nak@onliner.by

Ведущий рубрики: Дмитрий Корсак