Данная статья описывает мероприятия, проводимые государством по развитию ветроэнергетики в Республике Казахстан. Указаны перспективные регионы, для которых выполнены проектные работы по строительству ветроэлектрических станций промышленного назначения.
Наличие энергии - одно из необходимых условий для решения практически любой задачи. Наша цивилизация динамична и возрастающие потребности в энергии, удовлетворяются за счет увеличения добычи и использования традиционных источников энергии, таких как уголь, нефть, газ. Чем больше мы используем эти виды энергетического сырья, тем меньше их остается и тем дороже они нам обходятся, так как новые месторождения находятся в отдаленных и малоосвоенных районах.
В структуре топливного баланса электростанций Республики Казахстан доля угля составляет 75%, газа - 23%, мазута - 2%. По удельным выбросам парниковых газов на единицу Внутреннего Валового Продукта (ВВП) РК занимает третье место в мире.
Приблизительная оценка экономического ущерба от загрязнения окружающей среды только угольной энергетикой составляет в Казахстане порядка $3,4 млрд. в год.
На сегодняшний день одним из путей сохранения окружающей среды на Земле и ее экологии является широкое использование альтернативных, экологически чистых возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Еще одним аргументом в пользу ВИЭ является то, что в условиях огромной территории (2,7 млн. км2) и низкой плотности населения в РК (5,5 чел/км2), значительны потери энергии при ее транспортировке удаленным потребителям. В этой связи всемерное развитие местных возобновляемых источников энергии может являться экономической и экологической альтернативой крупным угольным электростанциям. Одним из наиболее динамично развивающихся коммерческих видов ВИЭ является ветроэнергетика.
В 2009 году вступил в силу Закон РК «О поддержке использования ВИЭ», а также необходимые для его реализации нормативные документы. Подготовлены технико-экономические обоснования и ведется строительство первых ветроэлектрических станций (ВЭС) в Акмолинской, Атырауской, Южно-казахстанской и Алматинской областях общей установленной мощностью свыше 160 МВт.
Первые восемь комбинированных ветрогенераторов отечественного производства уже работают в отдалённых точках на территории Казахстана. Казатомпром налаживает серийный выпуск отечественных ветроэлектроустановок (ВЭУ). Разработаны комбинированные ВЭУ с установленной мощностью до 500 кВт. Программой развития ветроэнергетики предусматривается к 2024 году на ВЭС, выработка около 5 млрд. кВт.ч электроэнергии в год, около 3% от общего объёма производства электроэнергии в РК. Это приведёт к значительному сокращению вредных выбросов в атмосферу и снижению загрязнения территорий золошлаковыми отходами.
Прорыв в технологиях композитных материалов позволил увеличить мощность ветротурбин за последнее десятилетие в 50 раз. По прогнозам Европейского Совета по возобновляемым источникам энергии, мощность, получаемая от ветроэнергетических установок, к 2030 году должна покрыть более 30% общемировой потребности.
В РК принята Государственная программа по форсированному индустриально-инновационному развитию на 2010-2014 годы. На сегодняшний день в РК динамично идет процесс по разработке различных государственных мер, направленных на оказание благоприятного воздействия на процесс коммерциализации результатов научной и научно-технической деятельности. Государственной программой предусмотрено достижение объема вырабатываемой электрической энергии в 2014 году возобновляемыми источниками энергии – 1 млрд. кВт.ч в год. В общем объеме электропотребления к 2015 году доля возобновляемых источников энергии составит более 1%. Одним из наиболее динамично развивающихся коммерческих видов ВИЭ является ветроэнергетика. В структуре электроэнергетики ВЭС имеют около 60 стран мира. Предполагается, что уже к 2013 г. установленная мощность ВЭС в мире превысит 150 000 МВт. Ветроэнергетика рассматривается не только как экологически «чистый» источник энергии. Ветроэнергетика поддерживает социально-экономическое развитие, энергетическую безопасность и снижает зависимость экономики от мировых энергетических рынков.
Традиционно сложилось, что многие регионы Казахстана зависят от поставок электроэнергии из центральной части Казахстана, на транспортировку которой требуются значительные затраты. Использование местных источников энергии сокращает общие затраты на удовлетворение потребностей в энергии за счет сокращения капитальных вложений в развитие инфраструктуры электрических сетей, потерь электроэнергии при транспорте.
Казахстан исключительно богат ветровыми ресурсами. Порядка 50% территории Казахстана имеет среднегодовую скорость ветра 4-5 м/с, а ряд районов имеет скорость ветра 6 м/с и более, что предопределяет очень хорошие перспективы для использования ветроэнергетики. По некоторым данным теоретический ветропотенциал Казахстана составляет около 1820 млрд. кВт.ч в год. Учитывая плотность мощности ВЭС на уровне 10 МВт/км2 и наличие значительных свободных пространств, можно предполагать возможность установки в Казахстане нескольких тысяч МВт мощности ВЭС. В районе Джунгарских ворот среднегодовая скорость ветра составляет 9,7 м/с на высоте 50 метров, а плотность ветрового потока порядка 1050 Вт/м2. Это дает возможность вырабатывать в год примерно 4400 кВт.ч электроэнергии на кВт установленной мощности ВЭС, что делает это место уникальным для целей ветроэнергетики. Наличие свободного пространства дает возможность установить здесь несколько сот МВт мощности ВЭС с годовой выработкой порядка 1 млрд. кВт.ч электроэнергии в год. В настоящее время ведется строительство пилотной ВЭС мощностью 5 МВт в этом районе. Предполагается, что ВЭС будет вырабатывать порядка 18 млн. кВт.ч электроэнергии в год при стоимости электроэнергии порядка 7 тенге/кВт.ч. В случае успешного опыта эксплуатации мощность ВЭС может быть увеличена до 50 МВт.
С целью поддержки развития ветроэнергетики Правительством Казахстана принято Постановление № 857 от 25 августа 2003 г о развитии ветроэнергетики. Программа развития ООН оказывает содействие Казахстану в развитии ветроэнергетики и осуществлении проекта «Казахстан – инициатива развития рынка ветроэнергетики». Разработан ветровой атлас РК. Совместно с Министерством энергетики и минеральных ресурсов РК разработана Национальная Программа развития ветроэнергетики, в рамках которой определены индикативные цифры мощностей ВЭС на период 2010-2024 гг.
На Юго-Западе Астаны в 5 км начинается строительство ВЭС, установленной мощностью 41 МВт, которая состоит из 25 ветротурбин номинальной мощностью одной турбины 1650 кВт. Диаметр ротора турбины 82 метра, высота оси ротора над уровнем земли 80 метров. Расчетный КПД турбины - 32% при среднегодовой скорости ветра 7,25 м/с. Окупаемость капитальных затрат - 9-10 лет. Отпускная цена электрической энергии - 10,7 тенге/кВт.ч.
Работа ВЭС позволит снизить объем потребления угля на ТЭЦ в год до 70 тыс. тонн, сократить вредные выбросы двуокиси серы в атмосферу на 700 тонн, окиси азота на 350 тонн, золы на 700 тонн, золошлаковых отходов на 28 тыс. тонн.
На территории Павлодарской области расчетная среднегодовая скорость ветра порядка 6-6,5 м/с на высоте 80 метров над уровнем земли. По данным метеостанции ИнЕУ, среднегодовая скорость - 4,5 м/с на высоте 10 метров над уровнем земли. Территория области не относится к перспективным для строительства ВЭС промышленного назначения. Однако целесообразно полезное использование энергии ветра для энергообеспечения отдаленных бытовых потребителей особенно в сочетании с солнечными панелями. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. Ветроустановки небольшой мощности работают для водоснабжения фермерских хозяйств, а ветросолнечные установки обеспечивают работу отдаленных бытовых потребителей и др.