Проблемы использования солнца

Перспективный энергобаланс.
График автора

Солнечная энергетика (СЭ) – одно из наиболее перспективных направлений развития возобновляемых источников энергии. По оценкам некоторых специалистов (см. график), к 2100 году солнце станет доминирующим источником энергии на планете, а аналитики Международного энергетического агентства (МЭА) прогнозируют, что уже к 2050 году солнечная энергетика будет обеспечивать 20–25% мировых потребностей в электроэнергии. Во многих странах солнечная энергетика получила активную государственную поддержку и стремительно развивается. Опыт этих стран показывает, что при определенных климатических, экономических и политических условиях солнечная энергетика, как и другие виды энергетики на основе возобновляемых источников, уже сегодня может стать реальным конкурентом традиционной энергетике.

Но речь идет не только о далекой перспективе – смена глобальной энергетической парадигмы произойдет уже в ближайшее десятилетие. Так, страны ЕС планируют, что к 2020 году доля использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в европейском энергобалансе составит 20%, а некоторые штаты США – например Калифорния – планируют достичь доли ВИЭ в 33% к 2020 году.

Солнечная энергетика в России

Россия, а точнее Советский союз – родина солнечной энергетики, первые солнечные элементы были разработаны специально для космических аппаратов в Институте им. Иоффе. Научная база сохранилась и активно развивается и в настоящее время: тот же Институт им. Иоффе, научно-производственное объединение «Квант», который также является первой научной базой для производства кремниевых солнечных элементов.

На оценку потенциала отрасли солнечной энергетики влияют несколько факторов, среди которых можно выделить природный и научный потенциал, а также государственную поддержку отрасли.

Хотелось бы отметить, что распространенное мнение по поводу того, что в России нет природных условий для развития солнечной энергетики по причине малого количества солнечных дней в году, не соответствует действительности. С точки зрения природного потенциала и ресурса солнечной инсоляции (уровень солнечной энергии приходящейся на 1 кв. м земной поверхности), часть территорий России соответствует тем странам, где солнечная энергетика развивается бурными темпами (Германия, Италия, Испания). Южные территории нашей страны, регионы Забайкалья и Дальнего Востока, обладают большим потенциалом солнечной энергетики, способным обеспечить России ведущие позиции в мировой отрасли ВИЭ и в то же время решить текущие задачи по энергоснабжению труднодоступных и изолированных территорий. Поэтому с точки зрения природного потенциала здесь, безусловно, нет никаких ограничений. Однако доля ВИЭ в общем энергобалансе России в настоящее время не превышает 0,5%. Данный показатель в отдельных странах (Германия, Дания) уже превышает 20%.

Для полноценного развития научного потенциала и отрасли солнечной энергетики помимо природных условий нужна сильная государственная поддержка, которая в России почти полностью отсутствует. Комплексное развитие инновационного сектора возобновляемой энергетики и введение в эксплуатацию мощностей солнечной генерации в нашей стране в основном сдерживает отсутствие нормативно-правовой базы.

Существует ряд подзаконных актов, касающихся развития отрасли, а также постановление правительства № 426 «О квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования возобновляемых источников энергии», кроме того, есть распоряжение правительства (от января 2009 года) об утверждении целевых показателей по увеличению к 2015 и 2020 годам доли ВИЭ в общем уровне российского энергобаланса до 2,5% и 4,5% соответственно. Однако все эти документы так и остаются на уровне деклараций и на самом деле не работают. В России на данный момент нет ни одного объекта ВИЭ, который бы получил господдержку в области солнечной энергетики.

Фактически уже сейчас цели, указанные в распоряжении правительства, не выполняются. В том же распоряжении было указано, что к 2010 году доля ВИЭ должна составить 1%, но даже в 2011 году мы не достигли таких показателей. Кроме того, не существует четкого представления, как достигнуть 2,5% к 2015 году.

Для достижения утвержденных правительством целевых показателей нужен прежде всего четкий механизм стимулирования возобновляемой энергетики, и в частности солнечной энергетики. Например, введение специальных тарифов и специальных условий для участия объектов генерации на основе ВИЭ на оптовом рынке электроэнергии (мощности), введение действующего инвестиционно-налогового кредита (который, например, в Америке для солнечных электростанций составляет 30% – любой девелопер солнечной станции получает 30% обратно в виде налогового вычета или единовременного гранта, то есть государство возвращает часть вложенных средств в проект), федеральная программа, которая будет запускать пилотные проекты за счет государственных средств. Существует широкий набор действенных мер государственной поддержки, результаты введения которых привели к существенному макроэкономическому эффекту в зарубежных странах. И все-таки мы надеемся, что с учетом поставленных целей правительство в ближайшее время утвердит подробный план мероприятий по достижению вышеуказанных целевых показателей по развитию использования ВИЭ, чтобы эксперты могли включаться в работу на уровне рабочих групп. Подобные предложения уже направлялись в Минэнерго, но пока остаются без ответа.

Как раз в этом году была создана Ассоциация солнечной энергетики, для того чтобы выступать таким независимым органом.

Кроме того, в настоящее время идет активное формирование бизнес-сообщества (помимо Ассоциации солнечной энергетики России был создан Союз производителей и продавцов средств альтернативной энергетики и транспорта). Компании, консультанты и другие игроки рынка объединяются для защиты своих интересов и эффективного развития отрасли. Подобные объединения могут помочь государству разработать грамотные и эффективные меры поддержки отрасли. Очень важно, чтобы господдержка была выработана в ходе поиска компромиссного решения, то есть такая поддержка, которая бы соответствовала поставленным целям, позволила бы государству достичь этих 4,5% и 2,5% к 2015 году и при этом не «перегрела» бы рынок и соответствовала ожиданиям инвесторов. Для этого и нужны бизнес-сообщества и некоммерческие сообщества, которые могут предоставить актуальную информацию, привлечь международный опыт и аргументировать позицию.

Российские производители

Несмотря на отсутствие господдержки развития отрасли, в России уже существует несколько серьезных игроков рынка. К крупным пока можно отнести только компанию «Хевел», которая сейчас строит завод с планами по выпуску тонкопленочных солнечных модулей в объеме 130 МВт в год, среди игроков меньшего масштаба можно отметить научно-производственное предприятие «Квант», Рязанский завод металлокерамических приборов (выпускает 12 МВт солнечных панелей в год), а также завод компании «Нитол» в Усолье-Сибирском (производство поликремния для изготовления солнечных модулей).

Проекты солнечной генерации в России

В настоящий момент суммарный объем введенных мощностей солнечной генерации в России, по разным оценкам, составляет не более 5 МВт. Большая часть установок приходится на домохозяйства. Наиболее крупным промышленным объектом является солнечная электростанция, которая была введена в эксплуатацию в прошлом году в Белгородской области, ее мощность составляет 100 кВт (крупнейшая в мире – 80 000 кВт, в Канаде).

Среди проектов солнечной генерации в России можно отметить пилотные проекты компании «Хевел» по строительству солнечных парков в Ставропольском крае (мощностью 12 МВт) и Республике Дагестан (10 МВт), оба проекта находятся сейчас в стадии предварительной проработки, так как ожидают введения пилотного механизма стимулирования объектов ВИЭ. Кроме того, существует и ряд мелких проектов, которые компании-энтузиасты развивают, несмотря на отсутствие мер поддержки. Например, «Сахаэнерго» поставило маленькую экспериментальную станцию на 10 кВт в Якутии, есть маленькие установки в Москве, например в Музее космонавтики.

Есть примеры использования солнечных батарей и московским правительством, в частности, при помощи солнечных модулей освещаются подъезды и дворы нескольких домов в Леонтьевском переулке и на Мичуринском проспекте, что позволило сэкономить до 25% расходов на оплату освещения в домах. На северо-западе Москвы (на Тимирязевской улице) солнечные батареи установлены на крыше одной из автобусных остановок. Энергия солнца обеспечивает работу справочно-информационной транспортной системы и Wi-Fi.

В настоящих условиях в России можно использовать солнечную энергетику в нескольких вариантах.

Автономно

Это подходит для бытовых потребителей. Например, в случае с ледяным дождем, который привел к отключению некоторых районов от электроэнергии на неделю и более, для экстренного – дополнительного источника энергии можно было использовать солнечные модули. Для организации у себя в доме такого источника нужно поставить модули, подключить аккумулятор и завести соответствующую электрическую схему, чтобы в случае отключения общей электрической сети подключались солнечные модули. Такая схема позволит поддержать работу некоторых электроприборов до включения основной сети. Такой вариант уже довольно широко распространен.

Для экономии

Напрямую подключать электроэнергию, получаемую от солнечных модулей, в общую сеть здания, то есть когда есть солнце – она подключается в общую сеть, и достигается экономия потребления электроэнергии от общей внешней сети. Однако если выработка солнечной электроэнергии будет выше, чем потребности здания, то она никак не будет оплачена в существующих нормативно-правовых условиях. Например, в некоторых штатах Америки если потребитель поставляет электроэнергию в сеть, то за нее платят по стандартному тарифу – так называемая схема взаимозачета (net metering). В России такого нет, поэтому лучше исходить из расчета, что в случае, когда ваш коттедж потребляет 5 кВт, целесообразно установить солнечную электростанцию меньшей мощности, например 1 кВт, чтобы электроэнергия не выходила за пределы здания.

Вариант «потребитель–производителю» широко распространен за рубежом, однако, как уже было сказано, в России пока этот вариант недоступен.

Каждый потребитель, установивший собственную солнечную электростанцию, автоматически становится производителем электроэнергии, и ему за это выплачивают специальный тариф (feed-in tariff).

Подводя итог, хотелось бы отметить, что, на наш взгляд, солнечная, ветряная генерация эффективна, когда работает в условиях общей электрической сети как элемент «интеллектуальной сети» – smart grid. В таком случае энергия, полученная от ВИЭ, будет использоваться в приоритетном порядке, уменьшая при этом вредные выбросы в атмосферу и затраты ископаемых ресурсов. Когда же происходит спад выработки электроэнергии от ВИЭ, она будет замещаться традиционными источниками. Таким образом, развитие использования ВИЭ в России поможет достигнуть реального уменьшения затрат энергоресурсов, потребляемых традиционными источниками (угольные, газовые, другие энергоресурсы на ТЭС), а также достигнуть эффективного баланса в использовании различных источников энергии в энергосистеме, что в условиях необходимости масштабного вывода из эксплуатации основных фондов традиционной энергетики в ближайшее десятилетие поможет избежать дефицита электроэнергии для обеспечения стабильного экономического роста страны.