Европейские страны принято ставить в пример как флагманы развития возобновляемой энергетики — солнечных и ветровых станций. Что мешает повторить этот путь у нас, в России?
Мировым лидером по использованию энергии ветра считается Дания. По данным Министерства энергетики США, которое готовит ежегодные мониторинги рынка, 40% всей электроэнергии, произведенной в этой стране в 2018 году, выработано именно с помощью ветроустановок. На втором месте — Ирландия, на третьем — Португалия, в среднем по Европе ветряки вырабатывают около 15% электричества. Сами США только на 16-й позиции, 6,5% от общей выработки электроэнергии за год.
График из отчета рынка ветротехнологий Министерства энергетики США Скачать
В абсолютных цифрах, правда, график выглядел бы иначе: например, по установленной мощности ветряков бесспорный лидер — это Китай (в американском отчете он на 23-й позиции, чуть больше 5% выработки), но объемы энергосистем Китая и Дании несравнимы.
Бог с ними, с абсолютными цифрами. Датская ветроэнергетика действительно передовая, и потому что достаточно старая, развивать возобновляемые источники энергии здесь начали еще в 70-е годы прошлого века, и потому что в Дании есть ветер.
Протяженность береговой линии в Дании — более 7300 километров Скачать
Современные ветрогенераторы начинают работать при потоке воздуха 3 метра в секунду и выключаются при 25: шторм — это плохо, он может разрушить конструкцию. Для того чтобы установка работала максимально эффективно, ветер должен быть не только достаточно сильным, но и постоянным. Поэтому лучше всего для размещения генераторов подходят прибрежные районы. Если вы вдруг забыли, как выглядит Дания на карте Европы, посмотрите: по суше она граничит только с Германией — аж целых 67 километров. Для сравнения: протяженность береговой линии Дании в сто раз больше — более 7300 километров!
Было бы странно не использовать такое преимущество.
Кстати
Больше 60% тепловой энергии в Дании по-прежнему вырабатывается на газовых, угольных и дизельных теплостанциях. Согласно стратегии энергетического развития, доля газовой генерации (в первую очередь речь идет о тепле) к 2030 году составит порядка 45%.
А вот доля выработки солнечных станций в 2018 году — всего 2,8%, по сравнению с ветряками — ни о чем, хотя на данный момент это национальный рекорд.
Такие нетипично высокие показатели солнечной энергии старший экономист ассоциации Dansk Energi Торстен Хасфорт объясняет… нехваткой ветра, из-за чего доля СЭС при объективно большом количестве солнечных дней выглядит особенно впечатляющей.
Увы, но ветростанции до сих пор работают строго по погоде, задача долгого «консервирования» энергии так и не решена.
Факт
Любопытно, что техническое решение придумал более ста лет назад курский изобретатель-самоучка Анатолий Уфимцев. Патент на инерционно-кинетическую батарею он получил в 1918 году, а в 1929 году построил первый ветрогенератор, который давал электричество независимо от наличия ветра. Станция мощностью 3,5 кВт, возведенная во дворе дома Уфимцева, полностью обеспечивала электричеством усадьбу и мастерскую изобретателя плюс несколько соседских домов. Электростанция бесперебойно проработала до 1957 года, ее не тронули даже немецкие оккупанты во время Великой Отечественной войны. Затем ветряк остановили для замены некоторых деталей, но запустить снова не смогли.
Если энергию ветра нельзя сохранить, значит, надо ставить генераторы там, где ветер дует всегда, ну или почти всегда, решили датские инженеры. И сейчас в стране реализуется программа замены материковых ветропарков на офшорные — стоящие прямо в море, в 8-15 километрах от берега, на мощных сваях. Заодно решается задача высвобождения земель, правда, влияние офшорных ветропарков на экологию моря еще практически не исследовано, на что указывают ученые.
Кроме того, датские ветряки упорно растут ввысь, за сто метров — на этой высоте ветер более постоянный. Сейчас идут испытания генератора высотой 220 метров — это чуть меньше половины Останкинской башни, длина одной лопасти (всего их три) — 80 метров, три типовые девятиэтажки, а вес всей конструкции — 38 тонн!
Если посмотреть на географию российских ветропарков — они располагаются в приморских зонах — Калининградская область, арктическое побережье Чукотки и Камчатки и, что интересно, Поволжье: финская энергокомпания Fortum развивает проект в Ульяновской области. Оказывается, по данным наблюдений, средняя годовая скорость ветра на территории этого региона (данные компании) — от 6,5 до 7,5 метра в секунду, а это уже считается нормальным «промышленным» ветром.
В Сибири такая интенсивность воздушных потоков возможна разве что в арктической зоне: Дудинка, Игарка, Хатанга, Диксон.
Тренд к снижению средней скорости ветра очевиден. Данные доклада Р. А. Шарафутдинова Скачать
Справка
По данным Росгидрометцентра, обобщающим наблюдения за последние 90 лет, каждые десять лет скорость ветра над всей территорией России снижается на 0,3-0,6 м/с.
Исследование, проведенное учеными Института экологии и географии СФУ, свидетельствует о том, что средняя скорость ветра в Красноярске снизилась за последние 50 лет в три раза. Так, в семидесятых годах этот показатель достигал 3,5 метров в секунду, данные наблюдений последних десяти лет говорят, что сейчас средняя скорость ветра в городе — 1,1 м/с.
«Такая ситуация наблюдается и в других регионах Сибири, — говорит директор ИЭиГ СФУ Руслан Шарафутдинов, — ветер высокой интенсивности дует все реже».
Ветряки в Красноярском крае есть, например, на трассе Р-257 Красноярск – Абакан на перевале Дивногорск – Балахта стоят базовые станции «МегаФона», питающиеся энергией ветра. Мощность ветроустановки — 6 киловатт, она оборудована аккумуляторной батареей, а на случай безветренной погоды — дизельным генератором с двухнедельным запасом топлива, который запускается автоматически. По данным компании, за год набегает не менее четырех месяцев использования дизеля.
Ветряк на вышке сотовой связи. Фото: Сергей Половников, Ветряк на вышке сотовой связи. Фото: Сергей Половников, content-review.com Скачать
Место расположения базовых станций очень специфическое: населенных пунктов нет, сложный рельеф, линии электропередачи находятся далеко, но, поскольку это федеральная трасса, связь должна быть.
Такие решения применяются редко, говорят в «МегаФоне», тиражировать их компания не планирует, потому что это трудозатратные и дорогостоящие проекты, которые, возможно, никогда не окупятся. Ведь потребность в альтернативных источниках питания для базовых станций возникает только в очень отдаленных и соответственно малонаселенных местах с неразвитой инфраструктурой.
Кстати, от малых частных ветроустановок в Дании намерены отказаться: правительство больше не будет поддерживать локальную генерацию, пришло время крупных игроков.
Сейчас в России, по данным Системного оператора (на 1 января 2019 года), совокупная мощность ветростанций составляет около 195 МВт, это 0,08% установленной мощности энергосистемы страны. И по итогам 2018 года они выработали 0,02% всей электроэнергии.
