Мировые перспективы развития ветровой электроэнергетики

Рассматриваются состояние и мировые перспективы развития ветровой электроэнергетики. Показаны положительные стороны ветровой электроэнергетики, её доля в мировом энергопотреблении в настоящее время и в прогнозах на перспективу.

электроэнергетика является базовой отраслью как для индустрии, так и для бытового сектора. Ее значение на современном этапе развития человеческого общества переоценить невозможно. Предполагается, что вследствие быстрого экономического развития, прежде всего в Китае и Индии, мировой спрос на электроэнергию к 2030 г. увеличится на 35% по сравнению с 2005 г. Электроэнергия является продуктом переработки так называемых энергоносителей. В их качестве могут выступать углеводороды, радиоактивные материалы, ветер и пр. В 2005 г. нефть и газ обеспечили практически 60% мирового спроса на энергоносители, уголь - 20%. К 2030 г. нефть продолжит оставаться важнейшим энергоносителем и обеспечит около 35% мирового спроса. К этому времени на мировом рынке должна значительно вырасти доля атомной энергии, которая будет занимать 4-е место после нефти, газа и угля. Высокими темпами будет развиваться и альтернативная энергетика, в том числе – ветроэнергетика [ì].

Во многих уголках мира ветровая энергетика уже достигла уровня, который позволяет ей стать основным источником энергии. Рост ветроэнергетики в развитых странах, особенно в Европе, длительное время был обусловлен проблемой глобального изменения климата в результате сжигания большого количества органического топлива, в том числе тепловыми электростанциями. Изменение климата - сложная и серьезная проблема. Если правительства не примут меры по сокращению парниковых эмиссий, разрушительная сила таких ураганов, как Катрина и Рита окажется ничем по сравнению с теми бедами, которые могут обрушиться на планету в результате изменения климата. Сокращение выбросов парниковых газов имеет как экономическое, так и экологическое значение. Во избежание разрушительных климатических последствий международная политика в области сохранения климата должна быть направлена на то, чтобы удержать рост средней глобальной температуры не более чем на 2 градуса по Цельсию по сравнению с доиндустриальным периодом. Для решения этой задачи миру вближайшее десятилетие необходимо кардинально изменить подходы к выработке и потреблению энергии.

Ветровая энергетика является одним из наиболее привлекательных решений мировых энергетических проблем. Она не загрязняет окружающую среду и не зависит от топлива. Более того, ветровые ресурсы присутствуют в любой части мира и их достаточно, чтобы обеспечить растущий спрос на электроэнергию. Ветровая энергетика может применяться повсеместно. За последние годы ветровые установки прошли длительный путь усовершенствования. В результате современный ветропарк по своим характеристикам не уступает традиционной электростанции. Более того, выработка электроэнергии на ветровых станциях становится все более конкурентоспособной по сравнению с традиционными источниками энергии на ископаемом топливе: уже сегодня ветровая энергетика сравнима с новыми угольными и газовыми электростанциями.

Имея мировую установленную мощность свыше 60 000 МВт и средний ежегодный темп роста 28% [2], ветроэнергетика бурно развивается во многих странах и превращается в основной источник энергии. При условии политической поддержки широкомасштабного развития ветровой энергетики в сочетании с мерами в области энергосбережения ветровая индустрия к 2030 году сможет обеспечить 29% мировой потребности в электроэнергии.

С технологической точки зрения ветроэнергетика - это отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться следующими агрегатами: ветрогенераторами (для получения электрической энергии), ветряными мельницами (для преобразования энергии ветра в механическую энергию), парусами (для использования на транспорте) и другими [2].

Ветряные мельницы использовались для размола зерна в Персии уже в 200-м году до н.э. [3]. Мельницы такого типа были распространены в исламском мире и в XIII веке принесены в Европу крестоносцами. В XVI веке в городах Европы начинают строить водонасосные станции с использованием гидродвигателя и ветряной мельницы. В Нидерландах многочисленные ветряные мельницы откачивали воду с земель, ограждённых дамбами. Отвоёванные у моря земли использовались в сельском хозяйстве. Ветряные мельницы, производящие электричество, были изобретены в XIX веке в Дании. Там в 1890 г. была построена первая ветроэлектростанция, а к 1908 г. насчитывалось уже 72 ветроэлектростанции мощностью от 5 до 25 кВт.Крупнейшие из них имели высоту башни 24 м и четырёхлопастные роторы диаметром 23 м. В период с 1940-х по 1970-е годы ветроэнергетика переживает период упадка в связи с интенсивным развитием передающих и распределительных сетей, дававших независимое от погоды энергоснабжение за умеренные деньги. Возрождение интереса к ветроэнергетике началось в 1980-х, когда в Калифорнии начали предоставляться налоговые льготы для экологически чистой энергии [3].

Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью. Так в конце 2010 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов в мире составила 196,6 гигаватт. [4]. В том же году количество электрической энергии, произведённой всеми ветрогенераторами мира, составило 430 тераватт- часов (2,5 % всей произведённой человечеством электрической энергии). Некоторые страны особенно интенсивно развивают ветроэнергетику. Например, в 2011 году в Дании с помощью ветрогенераторов было произведено 28 % всего электричества, в Португалии — 19 %, в Испании — 16 %, в Германии — 8 %. В мае 2009 года 80 стран мира использовали ветроэнергетику на коммерческой основе [4].

До последнего времени ветроэнергетика наиболее динамично развивалась в странах ЕС, но сегодня эта тенденция начинает меняться. Всплеск активности наблюдается в США и Канаде, в то время как в Азии и Южной Америке возникают новые рынки. В Индии и Китае в 2005 году зарегистрирован рекордный уровень роста ветровой энергетики.

Развитие ветровой энергетики происходит в основном на суше. Однако сокращение свободного пространства и стремление к высокой производительности за счет более благоприятного ветрового режима прибрежных акваторий способствуют продвижению ветропарков в море. В результате появляются новые требования к ветроэнергетическим установкам, в том числе: более прочные фундаменты, протяженные подводные кабели, более крупные турбины. С другой стороны, предполагается, что ветропарки морского базирования, особенно в Северной Европе, обеспечат увеличение доли ветроэнергетики в энергобалансе.

германия является европейским лидером в области ветроэнергетики. Ряд законов, в том числе Акт о возобновляемых источниках энергии от 2000 года (последняя редакция принята в 2004г.), поощряют производителей ветровой электроэнергии через льготные тарифы, рассчитанные на 20летний период с их постепенным снижением к концу периода. Иллюстрацией успеха такого механизма является большое количество мелких инвесторов, привлеченных в ветроэнергетическую отрасль, что привело к удвоению темпов её ежегодного роста по сравнению с аналогичными показателями в 90-е годы.

Испания быстро наращивает мощности ветроэнергетики с середины 1990х годов, стимулируя этот процесс национальным льготным тарифом и политикой, основанной на реновации региональной промышленности. Во многих провинциях застройщики получают доступ к строительным площадкам, только выполняя условие содействовать развитию промышленной базы ветроэнергетики. В результате, например, ранее отсталая, но имеющая большой ветровой потенциал провинция Наварра достигла высокого уровня экономического развития. Доля ветроэнергетики в производстве электроэнергии в этой провинции сегодня составляет 60%. В более густонаселенных провинциях Кастилья ла Манча и Галисия этот показатель достиг 20%.

Дания была пионером европейской промышленности по производству ветровых турбин и продолжает лидировать по доле ветроэнергетики в энергетическом балансе. К концу 2005 года общая установленная мощность ветроэнергетики Дании превышала 3 000 МВт. При сильном ветре ветроэнергетика обеспечивает производство более половины всей электроэнергии в западной части страны. По оценкам национального Оператора системы энергопоставок (Transmission System Operator Energynet), к 2010 году потребность в электроэнергии западной Дании может быть обеспечена за счет ветровых станций и малых ТЭЦ без централизованной генерации.

В 1990-х годах Дания первой приступила к развитию ветроэнергетики в прибрежной акватории. Страна располагает самым крупным морским ветропарком в мире. К мировым лидерам в области ветроэнергетики присоединяются страны «второй волны» - Португалия, Франция, Великобритания, Италия, Нидерланды U Австрия.

В Португалии сильная государственная политика, поддерживаемая системой фиксированных тарифов, обеспечила рост мощностей со 100 МВт в 2000 г. до более 1 000 МВт к концу 2005 г.

В Италии, заявившей о развитии возобновляемых источников энергии в сочетании с системой зеленых сертификатов, мощности ветроэнергетики увеличились в 2005 году на 452 МВт и достигли 1 700 МВт. [5].

Китай. Энергопотребление Китая к 2030 г., по прогнозу корпорации ExxonMobil, вырастет более чем в 2 раза. В целом на долю КНР к этому времени придется около 1/3 мирового увеличения спроса на электроэнергию.

В настоящее время структура генерирующих мощностей КНР такова. Около 80% вырабатываемой электроэнергии в Китае обеспечивают угольные ТЭС, что связано с наличием крупных угольных месторождений в стране. 15% обеспечивают ГЭС, 2% приходится на АЭС и по 1% на мазутные, газовые ТЭС и иные электростанции (ветровые и пр.). Чтокасается прогнозов, то в ближайшем будущем (2020 г.) роль угля в китайской энергетике останется доминирующей, однако существенно увеличится доля атомной энергии (до 13%) и доля природного газа (до 7%). Правительство страны уделяет особое внимание нетрадиционным, чистым источникам энергии. Так, энергетическая корпорация «Гудяньлунюань», эксплуатирующая ветровые генераторы, в период с 2006 по 2009 гг. увеличила свои мощности с 400 тыс. до 2 млн. кВт. По словам заместителя главы профильного департамента в Национальной энергетической администрации Китая Ши Лишана (Shi Lishan), к 2020 г. суммарные инвестиции в ветровую электроэнергетику могут достигнуть 2 трлн. юаней ($300 млрд.). «Производство одного киловатта в Китае обойдется в 8 тыс. юаней, что на 30-50% дешевле, чем в Европе», - говорит Ши о перспективах ветровой электроэнергетики в КНР. В 2008 г. ветровая электроэнергетика страны занимала 4-е место в мире. Однако масштабные инвестиции могут вывести страну в лидеры, позволив обойти по этому показателю Европу, Японию и США, передает Vesti.kz. В рамках реализации программы энергосбережения и сокращения вредных выбросов правительство КНР, к настоящему времени, закрыло устаревшие электростанции общей мощностью более 14 ГВт (для сравнения, мощность японской АЭС Фукусима-1 составляет 4.7 ГВт). Государственное энергетическое управление Китая сегодня видит перспективу в работе по двум основным экологическим направлениям: 1. применение экологически чистого угля; 2. использование энергии ветра и энергии солнца [1].

Технически возможно и экономически целесообразно развивать рынок ветроэнергетики и степному, продуваемому ветрами Казахстану. По общепринятым мировым оценкам, для устойчивого развития экономических процессов, необходим 18-20-процентный резерв генерирующих мощностей. В начале ноября в Жамбылской области впервые в стране два ветряка мощностью 760 кВт каждый появились на Кордайском перевале, там, где постоянно дуют горные ветры. Постепенно устраняются организационные и финансовые барьеры, растёт интерес инвесторов. Например, немецкий концерн Vestas Wind Systems A/S, известный производитель ветрогенераторов, рассматривает вопрос о готовности вложить в казахстанскую ветроэнергетику 200 млн. евро для строительства ветроэлектростанций общей мощностью 500 МВт в Ерейментау и Шелекском коридоре. Предполагается, что в рамках тенденции увеличения казахстанского содержания часть оборудования для ветропарков предоставят отечественные производители.

«Необходимым условием устойчивого развития страны в XXI веке является использование ВИЭ, к которому мы фактически еще и не приступали, - сказал глава государства Нурсултан Назарбаев в 2008 году в Атырау в ходе XIX пленарного заседания Совета иностранных инвесторов. - Правительство должно развернуть эту работу, - вот где широчайшее поле для развития инноваций» [6]. В 2009 году между АО «Самрук - Энерго» и Программой развития ООН в Казахстане был подписан меморандум о сотрудничестве в области развития возобновляемых источников энергии, в рамках которого предполагалось реализовать в нашей стране несколько проектов по строительству ветровых электростанций. Важным шагом в развитии ВИЭ стало принятие в этом же году Закона РК «О поддержке использования возобновляемых источников энергии». Данный закон придал правовую основу государственной поддержке ВИЭ, что помогло стимулировать поступление инвестиций в этот сектор. Но работа пошла более интенсивно после принятия Программы форсированного индустриально-инновационного развития (ФИИР) РК на 2010 - 2014 годы. Использование ВИЭ в ней названо «одним из приоритетных направлений развития электроэнергетики и решения экологических проблем Казахстана», а ее потенциал в стране — «весьма значительным» [6].

Таким образом, генерирование электричества за счет энергии ветра в благоприятных ветровых районах, на больших "ветряных фермах" на сегодняшний день технологически выполнимо, экономически выгодно и способствует успешному решению энергетических и экологических проблем человечества.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Пензев К. А. - Электроэнергетика Китая //Published on - Новое восточное обозрение , 26.08.2011 - [Электрон. ресурс]. URL: http://www.ru.journal-neo.com.
  2. [Электрон. ресурс]. URL:ru.mywindpowersystem.com.
  3. [Электрон. ресурс]. URL:mensh.ru.
  4. [Электрон. ресурс]. URL: Ветроэнергетика - wikipedia.org.
  5. [Электрон. ресурс]. URL:lib.mdpu.org.ua.
  6. [Электрон. ресурс]. URL:windenergy.kz.
Год: 2012
Город: Костанай