Алексей Носков
Солнечные электростанции Израиля. Фото Reuters
Интересен опыт Израиля, который является бесспорным лидером в использовании солнечной энергии в регионе Ближнего Востока, а по отдельным показателям претендует на ведущие позиции на мировом уровне.
Доля солнечной энергии в общем энергетическом балансе страны в настоящее время превышает 3%, что до недавнего времени делало ее мировым лидером по этому показателю. С конца нулевых годов первое место по этому критерию занимает Германия.
В 1950-х, на начальном этапе становления современного Израиля, в нем испытывался острый дефицит энергоресурсов. С целью их экономии в качестве вынужденной меры власти в то время даже пошли на отключение горячего водоснабжения в дневное время, с 10 до 18 часов. С годами спрос на энергию рос быстрыми темпами, а строительство мощностей значительно отставало от них, что заставило обратиться к возможностям использования альтернативных источников.
Интересно, что большое значение развитию сектора солнечной энергетики придавал даже Давид Бен-Гурион, в то время занимавший пост премьер-министра. «Источник жизни для каждого растения и животного, так мало используемый человечеством, может быть преобразован в движущую, динамическую и электрическую силу», – говорил он. Тогда инженер Леви Иссар предложил оригинальную на тот момент идею подключения домашних хозяйств к персональным устройствам вместо общей сети и в 1953 году создал прототип водонагревателя, на основании которого осуществлялись дальнейшие разработки устройств. Им же была создана компания NerYah для массового производства водонагревателей. В 1955 году другой ученый, Гарри Зви Табор, который переселился в еврейское государство из Великобритании в начале 1950-х по личному приглашению Давида Бен-Гуриона, заинтересованного в перспективном ученом, на базе созданной им же лаборатории усовершенствовал солнечный водонагреватель, применив новые технологии покрытия с использованием никеля и хрома. Этого человека сегодня называют отцом солнечной энергетики Израиля.
Однако, несмотря на технические достижения и хорошие климатические условия, за последующие 10 лет солнечными водонагревателями стали оснащены только 5% всех домашних хозяйств Израиля. Затем, после Шестидневной войны 1967 года, в стране произошло угасание интереса к солнечной энергетике по причине активизации добычи энергоносителей с территорий Синайского полуострова, а также заключения соглашений о поставках нефти с Ираном, в результате чего ситуация с энергетическим сектором значительно улучшилась. Но энергетический кризис, случившийся в 1974 году, вывод войск с Синайского полуострова после подписания мирных соглашений с Египтом, разрыв отношений с Ираном после Исламской революции в 1979 году вновь вынудили израильтян обратиться к возможности получения энергии из возобновляемых источников.
В 1980 году кнессет принял закон об обязательной установке на новых зданиях солнечных коллекторов, за исключением высоток выше 24 этажей, а также ряд программ, направленных на экономное использование энергии. Сегодня коллекторами, созданными по технологиям упомянутого Гарри Зви Табора, оснащено более 90% домашних хозяйств страны. Обычный нагреватель представляет собой водный резервуар емкостью 150 л и батарею площадью 2 кв. м. Солнечная энергия аккумулируется в батарее и нагревает воду, которая самотеком, без использования насоса, поступает в резервуар. Согласно подсчетам, произведенным в Израиле, эта установка позволяет ее владельцу экономить около 2 тыс. кВт-ч в год. В обычный день она способна поднять исходную температуру воды в бойлере приблизительно на 30 градусов. Системы большей емкости, обычно использующие насосы, применяются для водоснабжения многоэтажных зданий, в некоторых кибуцах, а также на промышленных предприятиях страны. Крупнейшим производителем солнечных водонагревателей Израиля сегодня является компания Chromagen, которая помимо местного рынка экспортирует свою продукцию в 35 государств.
В 1980-х годах в Израиле были реализованы два новаторских проекта, связанных с солнечной энергией, – это солнечные бассейны для производства электроэнергии, а также получение пара с помощью параболических коллекторов.
Первый проект создавался крупной израильской энергетической компанией Ormat (создана по инициативе и при поддержке правительства в 1965 году) и являлся первым и на сегодняшний день крупнейшим проектом подобного рода. Устройство было построено в 1980 году и функционировало до 1988 года. В нем использовался принцип нагревания соленой воды в Мертвом море (высокий уровень концентрации солей обеспечивает хорошие условия для поглощения и аккумулирования тепловой энергии солнечных лучей) и аккумулирования таким образом электричества. При всей своей технической инновации проект не оправдал себя экономически и остался в истории как эксперимент, хотя в ряде стран подобные исследования сегодня продолжаются. Что касается второго проекта – параболических коллекторов, – то он был реализован более широко. Устройство представляло собой несколько солнечных зеркал, которые нагревали трубу с маслом (можно было применять и простую воду), которое под воздействием высокой температуры превращалось в пар, подававшийся к турбинам. Первоначально технологию применила фирма Luzinternational в Шаар-ха-Негев на заводе по производству картофельных чипсов. Затем эта же фирма возвела девять электростанций на территории Калифорнии мощностью от 12,5 МВт до 80 МВт – относительно немаленькие показатели для солнечных станций даже сегодня, а в 1980-х годах являлись одними из самых крупных в мире. Кроме того, на основании этих разработок позднее были созданы солнечные электростанции башенного типа, использующие схожий принцип. Однако на территории Израиля ни одной электростанции по этой технологии и этой компанией построено не было. Сама компания в 1991 году обанкротилась, а в 1994 году ее специалистами была создана Solel Solar Systems, которая продолжила заниматься солнечной энергией, в том числе развивая проекты за рубежом. Среди них – сооружение завода по производству оборудования для солнечных электростанций в финском городе Акаа (строительство завершено в 2008 году), а также участие в калифорнийских проектах совместно с американской Pacific Gas и Electric Company. В 2009 году компания приобретена немецкой Siemens, сумма сделки составила 418 млн долл. Одним из условий соглашения было продолжение проектов на территории Израиля в течение следующих пяти лет.
В 1985 году в Сде-Бокаре (населенный пункт в пустыне Негев) создан Национальный центр солнечной энергии при Университете им. Бен-Гуриона. На его базе в том числе было разработано оборудование для домашнего отопления, использующее энергию солнечных лучей, однако ввиду климатических особенностей Израиля широкого распространения оно не получило. Кроме того, на базе Центра проводился и проводится ряд исследований в области солнечной энергии широкого диапазона. Большинство из них не представляет интереса для коммерческих структур, однако пользуется поддержкой правительства, поскольку их исследования могут стать основой для создания технологий, которые будут применяться в будущем. Очень большие усилия направлены на снижение себестоимости производимой энергии, в чем уже достигнуты определенные успехи. Руководит Центром профессор Давид Фаиман, в прошлом гражданин Великобритании. Тесное сотрудничество ведется с немецким Институтом солнечных энергетических систем, расположенным в г. Фрайбурге (Германия). Помимо указанного Центра исследования и разработки в этой отрасли ведут многие университеты и исследовательские институты страны, в том числе Иерусалимский технологический колледж, Тель-Авивский университет, Научно-исследовательский институт им. X. Вейцмана.
Но до конца XX века использование солнечной энергии в Государстве Израиль значительно отставало от ее потенциала. Новая тенденция началась в середине нулевых годов. Причина этого заключалась главным образом в появлении новых технологических возможностей, которые значительно понизили себестоимость производства энергии из данного источника. Тогда были созданы несколько компаний, такие как Arava Power Company (2006 год, строительство электростанций), Zenith Solar (2006 год), Green Sun Energy (2006 год, производство солнечных батарей, водонагревателей и комплектующих), AORA (основана в 1998 году, производство гибридных станций), LuzII. Последняя создана в 2006 году и тогда же приобретена американской Bright Source Energy, которая в настоящее время завершает один из крупнейших проектов Ivanpah в Калифорнии. Среди реализованных проектов силами Arava Power Company – солнечные электростанции Ketura Sun (4,95 МВт), Shoval Sun (6,4 МВт), Maslul Sun (8,9 МВт), Yotvata Sun (6,8 МВт), Grofit Sun (6,4 МВт), Elifaz Sun (7 МВт), Erez Rooftops (450 КВт). Имеется гибридная электростанция в Кибуце Самар, сооруженная фирмой AORA. Эта компания также развернула бизнес по продаже солнечного оборудования в Испании, в ближайшие годы планирует выйти на рынки Индии и Китая. Распространяется строительство миниэлектростанций на крышах зданий (например, проект «Кацрин» на Голанских высотах, реализованный совместно с китайской Suntech). Один из крупнейших намеченных проектов сегодня – планируемое строительство электростанции Assalim мощностью 121 МВт в пустыне Негев, ввод в эксплуатацию которой должен быть произведен в 2017 году. Компания Areva сооружает станцию Ketura Solar мощностью 40 МВт, которая будет расположена в том же регионе. Район пустыни выбран для реализации большинства проектов по причине того, что значение плотности энергии солнечного излучения здесь наиболее высокое по стране.
В настоящий момент провозглашенная цель Израиля – достижение к 2020 году уровня производства солнечной энергии 10% от всего объема потребляемой энергии в стране.
Таким образом, Израиль обладает относительно большим потенциалом в развитии солнечной энергетики, в том числе в научно-технической ее составляющей, а также имеет опыт в реализации проектов в этой области. В то же время финансовые и технологические возможности как государства, так и бизнес-структур уступают ведущим мировым производителям, таким как, например, Suntech, First Solar, Yingli Solar и др. Однако сотрудничество с иностранными компаниями, богатый опыт и хорошая научно-техническая база выводят страну в число лидеров по развитию солнечной энергии.
Одной из последних израильских инноваций явилось создание и установка в конце марта 2014 года так называемых роботов на станции Ketura Sun, назначение которых – очищение панелей. Разработкой и производством этого оборудования занимается израильская компания Eccopia. Такие роботы, по утверждению представителей компании, удаляют 99% всей пыли и повышают производительность станции на 35%. Это большой шаг в сторону расширения технологий производства солнечной энергии.
