Перспективы возобновляемых источников энергии в россии. Возобновляемые источники энергии и перспективы их использования в мире и россии

02.05.2018

Рост промышленности в XXI веке идет небывалыми темпами. Доля потребления промышленного производства мировой энергии достигает 93-х процентов. В руководстве РФ поставили приоритетную задачу по повышению энергетической эффективности в целом.

Поэтому и повышается популярность возобновляемых источников энергии в российских регионах.

Почему нет востребованности у старых путей получения энергии?

Электричество

Существует тесная взаимосвязь между отраслями промышленности и энергетики. Для обеспечения функционирования предприятий крупного и малого бизнеса и организации транспортных грузоперевозок сегодня не обойтись без мощнейших источников электроэнергии. Это же касается и бытового обеспечения.

Электросети используются для питания:

Освещения магистралей и автодорог;
Теле- и радиостанций;
Жилых, рабочих, торговых кварталов;
Стационарных и частных заведений;
Обслуживающих предприятий.

Следовательно, электроэнергия сопровождает нас во всех сферах деятельности. Как же обеспечивается ее получение? Для обеспечения энергией городских сетей эффективно пользуются тепловыми (ТЭС), водяными (ГЭС) и ядерными электростанциями. Они составляют традиционную топливную энергетику.

Подобные станции работают на следующих видах природного топлива: угле, торфе, газе, нефти, радиоактивных рудах (уране, плутонии). Устройство энергопреобразующих станций является примитивным, но высокий показатель КПД подтверждает их эффективность.

Для работы российских ТЭС используется горючее топливо. Происходит высвобождение мощной химической энергии в результате горения и преобразование в электрическую, с достижением максимального показателя КПД — 35 процентов.

Аналогично происходит работа атомных электростанций. Для того, чтобы обеспечить их работоспособность, в России пользуются урановыми рудами или плутонием. Когда распадаются ядра данных радиоактивных источников, происходит выделение энергии, преобразующейся в электрическую, с достижением наивысшего показателя КПД – 44 процента.

Для получения энергии и обеспечения работы гидроэлектростанций пользуются мощными водными потоками. Происходит поступление огромных масс воды на поверхность гидротурбин, что обуславливает их движение и генерирование электроэнергии, с максимальным показателем КПД – 92 процента.

Отметим также использование ГТЭС – газотурбинных станций – относительно новых установок, способных осуществлять генерирование одновременно и электрической, и тепловой энергии, с максимальным показателем КПД – 46 процентов.

Но возможности традиционной энергетики, основанной на работе с нефтепродуктами и радиоактивными элементами, не соответствуют современным взглядам специалистов.

Основы альтернативных видов энергетики и применения ВИЭ

В качестве источников для возобновляемой энергетики выступает энергия, создаваемая:

ветром;
малыми речными потоками;
солнцем;
геотермальными источниками;
приливами и отливами.

Стоит обратить внимание на тот факт, что доля возобновляемой энергетики в общем российском энергобалансе не превышает 3%.

Хотя в России стремятся активней пользоваться альтернативными источниками энергии. Развитие данной отрасли происходит следующим образом:

Использование ветра.

Доля ветроэнергетики не превышает 30-ти процентов от всей электроэнергии, генерирующейся на российской территории. Нашу страну нельзя отнести к лидерам по возобновляемым источникам энергии, но данный показатель можно назвать вполне приличным.

Отметим наличие большого показателя КПД у ветроустановок, расположенных в Кавказском регионе, на Урале и Алтае. Развивать ветроэнергетику придется на Тихом и Северном Ледовитом океане, а конкретней, на их российском побережье. Специалисты ищут возможность оснастить крупными ветропарками побережья Азовского и Каспийского морей, южную часть Камчатки, Кольский полуостров. Локализация мощнейших действующих ветропарков существует в Башкортостане, Крыму, на Камчатке и в Калининградском регионе.

Помимо больших ветровых площадок, осуществляется сооружение малых, которые смогут обеспечивать близлежащие населенные пункты энергией.

Ведется работы не только с обычными наземными ветрогенераторами, но и зондами, заполненными гелием. Установку таких приспособлений осуществляют на высоте от 1,2 до 3 километров выше уровня земли и используют для генерации энергии в воздухе. Среди преимуществ подобных зондов упомянем о большем производстве энергии, обусловленном более сильными порывами ветра на высоте.

Использование горных рек.

Энергия малых водных потоков также потенциально высока. В некоторых российских регионах (к примеру, на Кавказе) реализованы проекты по возведению небольших ГЭС на горных речках. Для таких установок важен периодический техосмотр. Проведения круглосуточного обслуживания действующего оборудования не требуется. Зато у жителей поселений, расположенных в этих местностях, появилось достаточно сравнительно дешевой электрической энергии. Стоимость организации централизованного энергообеспечения в этих деревушках была бы существенно выше.

Энергия геотермальных источников.

Развитие энергии, получаемой из геотермальных источников, происходит динамично. По имеющей информации, на российской территории 56 таких источников термальных вод. Из них только 20 применяется в промышленности. Весь комплекс термальных ЭС располагается на Курильских островах и Камчатке. В Западной Сибири произошло открытие подземного моря, имеющего площадь примерно 3 миллиона кв.метров. Энергию этого моря пока используют недостаточно.

Энергия Солнца.

На территории Крыма, Башкортостана, Алтайского края можно увидеть немало огромных площадках, усеянных солнечными батареями. В перечисленных регионах использование гелиоэнергетики является наиболее доходным.

На основе данных по ВИЭ в российских регионах можно сделать о медленном, но верном развитии данного направления. Но его еще нельзя сравнивать с мировыми лидерами, эффективно использующими ВИЭ.

Недостатки, присущие системе ВИЭ

Ученые уверены, что при внедрении в российских регионах ВИЭ эта доля энергии должна достигать от 15 до 18 процентов. Но пока этим оптимистичным прогнозам сбыться не удается. В чем причина такого отставания?

Она обусловлена недостатками, присущими системе ВИЭ:

Сравнительной дороговизной производства. Окупаемость добычи традиционных ископаемых давно стала высокой, а для сооружения новых видов оборудования, соответствующего стандартам альтернативной энергетики, понадобятся огромные инвестиции. Пока заинтересованности инвесторов не наблюдается, что обусловлено минимальной отдачей. Предприниматели охотней вкладываются в открытие новых месторождений газа и нефти, не желая пускать средства на ветер.
Слабость законодательной базы в Российской Федерации. По утверждению мировых ученых, именно от государства зависит развитие альтернативной энергетики. Правительственным органам необходимо позаботиться о формировании надлежащей базы и существенной поддержке. В европейских странах, например, существуют налоги, связанные с выбросами в атмосферу СО₂. В них общая доля использования ВИЭ достигается от 20-ти до 40-ка процентов.
Влияние потребительского фактора. Величина тарифов на энергию, полученную от ВИЭ, превышает традиционные до 3,5 раз. Для современно человека важно его благосостояние, он стремится к получению максимального результата при минимуме затрат. Изменение ментальности людей происходит сложно. Ни крупным бизнесменам, ни простым обывателям не хочется переплачивать за источники альтернативной энергии, даже оказывающей влияние на перспективу нашей планеты
Критерий переменчивости системы. Следует учитывать переменчивость природы. Разные виды ВИЭ обладают различной эффективностью, соответствующей погодным и сезонным условиям. Производство энергии солнечными элементами будет минимальным в пасмурную погоду. Функционирование ветрогенераторов прекращается в штиль. Человеку сложно справиться с сезонностью ВИЭ.

Стремление успешно развивать российскую возобновляемую энергетику сталкивается с недостаточным потенциалом и поддержкой. Уверенность русских энергетиков заключается в том, что в обозримой перспективе ВИЭ останутся лишь подспорьем для традиционных видов топлива.

Важность перехода к ВИЭ

По мнению биологов и экологов, использование альтернативной энергетики будет наиболее эффективным развитием событий, важных природе и человеку.

Пользование не возобновляемыми источниками энергии (нефтепродуктами) в промышленной сфере является мощным вредоносным фактором для земной экосферы. Это обусловлено следующими причинами:

Ограниченностью запасов топлива. Человека занимается добычей газа и угля, торфа и нефти из земных недр. Россия объективно обладает этими полезными ресурсами. Но независимо от огромных площадей добычи, источники ископаемых могут быть исчерпаны;
Из-за добычи ископаемых происходит модификация всех систем на планете. Добыча ресурсов человеком приводит к изменениям рельефа, образованию в коре Земли пустот и карьеров;
Из-за работы электростанций происходят изменения свойств атмосферы, что приводит к изменениям состава воздуха, увеличению выбросов парниковых газов, образованию озоновых дыр;
ГЭС наносят вред рекам. Деятельность ГЭС способствует разрушению пойм рек, затоплению близлежащих территорий.

Из-за перечисленных факторов происходят катаклизмы и природные бедствия. Одновременно с этим следует упомянуть о следующих преимуществах альтернативной энергетики:

Экологической чистоте. Работа с возобновляемыми источниками не приводит к выбросу парниковых газов и опасных веществ в атмосферу. Отсутствует опасность для литосферы, гидросферы, биосферы. Можно утверждать о практически бесконечных запасах ВИЭ. Их исчерпание возможно только после исчезновения нашей планеты. Но до тех пор будут течь реки и дуть ветры, происходить отливы вслед за приливами. Да и Солнце светить не перестанет.
Абсолютной безопасности для человека, отсутствии каких-либо вредных выбросов.
Эффективности на удаленных территориях, где нет возможности для обустройства централизованного энергообеспечения. Благодаря возобновляемым источникам энергии в российских регионах возникнет возможность для обеспечения людям светлого, экологически чистого будущего.

Почему ВИЭ в России не получит распространение?

Многие специалисты в данной сфере высказывают уверенность в необходимости устранения большого количества препятствий для внедрения в России возобновляемых источников энергии. Пока использование горючего и ядерного топлива эффективно решает основные задачи.

Традиционную топливную энергетику отличает ряд важных преимуществ:

Сравнительная дешевизна. Добычу многих видов топлива давно поставили на конвейер. Десятки лет человечество развивает эту отрасль. В течение такого продолжительного срока было изобретено немало эффективного оборудования, внедренного в добывающую отрасль. Стоимость разработки различных месторождений существенно снизилась. Современный человек обладает опытом в данной сфере, ему проще двигаться по проторенному пути, чем заниматься поиском других вариантов добычи энергии. Человечество не хочет изобретать другие варианты, удовлетворяясь имеющимися.
Общедоступность.Добычу ископаемых ведут десятки лет, что привело к покрытию всех затрат на ведение этой деятельности. Можно говорить о полной окупаемости стоимости оборудования, используемого топливной энергетикой. Затраты на обслуживание оборудования не очень высоки. Работа в энергодобывающих компаниях считается престижной. Благодаря этим факторам и продолжают развивать традиционную энергетику, что обуславливает рост ее популярности.
Удобство использования. Отметим факторы цикличности и стабильности добычи топлива и производства энергии. Люди должны заботиться о поддержке функционирования данных систем, что обеспечит их высокую доходность.
Востребованность. Фактор экономической целесообразности является решающим в отрасли энергетики. Востребованность обусловлена дешевизной и практичностью. Пока этих качеств не добиться при использовании альтернативных источников.

Благодаря всем перечисленным преимуществам топливная энергетика остается фавориткой в мировом производстве. Она пока никак не связана с безвозвратными финансовыми вложениями и обладает высокой доходностью, составляя конкуренцию ВИЭ.

Достоинства топливного производства вполне сравнимы с недостатками, присущими возобновляемым источникам энергии.

После изучения представленных выше списков можно сделать вывод о большей перспективности топливной энергетики. Альтернативная еще только делает первые шаги, сталкиваясь с многочисленными препятствиями.

Заключение

Отметим несовершенство альтернативной энергетики, что препятствует широкому спросу на нее. Хотя специалистам в данной сфере понятна перспектива использования ВИЭ на российской территории. Поэтому научному потенциалу государства необходимо эффективно справляться с проблемами, связанными с ВИЭ, чтобы исключит основные недостатки, характеризующие сегодня альтернативную энергетику.

В этой статье мы расскажем про перспективы и главные барьеры для развития возобновляемых источников энергии в России и за рубежом, а также о возможных путях их преодоления.
Почти каждый деньв прессе появляются сообщения, рассказывающие о новых рекордных прорывах, которые сделаны в альтернативной энергетике. Но столь впечатляющие темпы роста можно во многом объяснить низкой базой, с которой отрасли стартуют, а интерес к этой теме активно подогревается тем, что «зеленая революция» в промышленности и энергетике давно уже стала глобальным мейнстримом. В то же время, рассуждая о настоящих перспективах возобновляемой энергетики, приходится всегда учитывать некоторые ограничения.

Ограничения для «зеленой» генерации

Известен, к примеру, так называемый «германский парадокс». Добиваясь рекордных показателей по наращиванию доли возобновляемых источников энергии в своем энергобалансе, Германия в течение многих лет продолжает оставаться лидером среди стран Евросоюза по выбросам в атмосферу CO2. Немцы,закрывая последовательно атомные электростанции, принялись наращивать импорт угля из России для того, чтобы восполнить недостающую электроэнергию. Образовалась парадоксальная ситуация: стремясь максимально «озеленить» свою энергетику, Германия, наоборот, увеличивала «грязную» угольную генерацию.

Даже в Дании, планирующей к 2050 году перейти полностью на возобновляемую энергетику, все равно продолжаются споры об экономической эффективности в долгосрочной перспективе возобновляемых источников энергии. И можно понять скептиков. В последнее время слишком много можно назвать громких примеров так и не реализовавшихся проектов, которые связаны с возобновляемой энергией.

К примеру, «солнечный гигант» SunEdison (США) был крупнейшей компанией в сфере солнечной энергетики с капитализацией десять миллиардов долларов, но не справилсяс долговыми обязательствами и был вынужден объявить о банкротстве. Еще одна американская компания Aquion Energy, разрабатывавшая для хранения «зеленой» энергии аккумуляторные батареи, в настоящее время распродается по частям и была вынуждена сократить почти весь свой R&D-персонал.

Одним из главных минусов возобновляемых источников энергии является зависимость от экстернальных факторов (наличия солнечных излучений непосредственно ветра и так далее) и нестабильность выработки электроэнергии. Компенсировать перепады, которые возникают, опять же приходится за счет базовой генерации. Решить данную фундаментальную проблему могут позволить технологии, которые связаны с накоплением и хранением энергии возобновляемых источников энергии. Именно создание промышленных накопителей, которые могут аккумулировать очень большие объемы энергии, даст возможность осуществить окончательный и тотальный переход на «зеленую» энергетику.

Накопители энергии

Пока еще не произошло настоящего прорыва в данном направлении. Хотя имеющиеся разработки, находящиеся преимущественно на уровне стартапов, ведутся активно уже не один год.
К примеру, резидент «Сколково» компания WattsBattery создала промышленный образец модульной системы для накопления электроэнергии. Как сообщают разработчики, это мощная батарейка, способная заряжаться от ветра, солнца, или сети и способная снабжать электроэнергией коммерческие здания и частные домовладения. Причем портативная система уже практичнски готова к серийным продажам. Персональную электростанцию Wattsбыла успешно опробовали в этом году во время рекордного полета на воздушном шаре Федора Конюхова. На пятьдесят пять часов полета хватило только одной батарейки, она подавала электричество бесперебойно и даже при температуре минус двадцать пять градусов.

Первое же в России производство высокоэффективных накопителей энергии было запущено в этом году в подмосковных Химках. Если современные литий-ионные аккумуляторы отдают только около 60% электроэнергии, которая была затрачена на их зарядку, то у суперконденсаторов данный показатель превышает 90%. Компания «ТЭЭМП» собирается выпускать в годдо двухсот тысяч суперконденсаторных ячеек. Эти модули уже смогли пройти успешные пилотные испытания в общественном транспорте, на железной дороге и в авиации.

В новосибирском Академгородке компания «Энергозапас» реализует проект по созданию твердотельной аккумулирующей электростанции (ТАЭС), разрабатывая гравитационные накопители энергии на твердых грузах. Причем в качестве груза они используют упакованный грунт. Строительство первой опытно-промышленной электростанции запланировано в 2019 году.

Не отстают от глобальных технологических трендов и наши крупные корпорации и компании, ведущие свои исследования в области разработок уникальных моделей накопителей энергии. Созданием супераккумулятора,который способен работать в промышленных масштабах, занимается, к примеру, Росатом. А «Камаз» и МОЭСК подписали этим летом соглашение о создании передвижного мобильного накопителя на базе грузового электромобиля. На мировом рынке такого рода решения еще были не представлены. Реализация данного проекта даст возможность не только предложить эффективную замену дизель-генераторным установкам, но и будет способствовать развитию в России зарядной инфраструктуры для электромобильного транспорта.

По данным отчетов аналитической компании NavigantResearch, годовой объем мирового рынка накопителей электроэнергии составит в 2025 году около восьмидесяти трехмиллиардов долларов (ежегодные темпы роста - до 60%). Причем почти треть от этого объема будет приходиться на коммерческие и промышленные предприятия, промышленное оборудование, домохозяйства.

Размер российского рынка накопителей, по разным оценкам, может составить от 3 миллиардов долларов до 8 миллиардов долларовдолларов в год. Именно поэтому поддержка формирования в России новой высокотехнологичной отрасли, которая связана с системами хранения энергии и их компонентов, сегодня является очень важной задачей. При этом одним из главных драйверов роста спроса на системы хранения энергии будет увеличение числа «цифровых» производств с повышенными требованиями к качеству электроэнергии.

В России уже есть определенный научно-технический задел по таким направлениям, как суперконденсаторы, гидроаккумулирующие электростанции, литий-ионные аккумуляторы, лифты твердых грузов, маховики. Вместе с этим надо последовательно повышать уровень локализации и наращивать инжиниринговые компетенции и по другим компонентам, которые представлены на рынке пока только в зарубежном исполнении (пневматические системы, термические накопители, воздушно-цинковые аккумуляторы и так далее).

Основные эффекты от применения накопителей энергии в промышленности совершенно очевидны - это снижение потерь от остановки производственной деятельности при перебоях с энергоснабжением, уменьшение стоимости тех присоединения и самой электроэнергии, экономия на расходе топлива и обслуживании дизель-генераторов, развитие соответствующих смежных отраслей. Эффект от создания новой высокотехнологичной отрасли промышленности, обеспечивающей импортозамещение, оценивается в семь-восемьмиллиардов рублей выручки в год при уровне локализации в 50%.

Возобновляемые источники энергии в удаленных регионах

В глобальном масштабе объемы ввода генерации на основе возобновляемых источников энергии в России пока что довольно скромные. Совокупная мощность возобновляемых источников энергии в стране составляет примерно 53,5 ГВт, а без учета гидроэнергетики этот показатель не превышает 2,5 ГВт. Но у каждой технологии своя страновая специфика. И в плане развития альтернативной энергетики Россия обладает одним неоспоримым преимуществом - своей территорией.
Наиболее логичным является использование возобновляемых источников энергии именно в удаленных или энергодефицитных районах, испытывающих зависимость от малоэффективных дизельных генераторов. В стране насчитывается примерносто тысяч изолированных поселений, организовать в которых централизованное энергоснабжение или почти невозможно, или очень дорого.

Так, в селе Менза Забайкальского края была запущена в этом году первая автономная гибридная энергоустановка, состоящая из солнечных модулей, дизельных генераторов и накопителя энергии. Только в Забайкалье более 20 населенных пунктов нуждаются сегодня в стабильном энергоснабжении. Именно в такие районы и должны внедряться лучшие технологии и решения в области альтернативной энергетики.

Аналогичным образом решаются и проблемы энергообеспечения в Арктике. Отечественная промышленность разрабатывает высокотехнологичные решения для развития возобновляемых источников энергии в труднодоступных регионах. Например, компания «ЭлеСи» и специалисты Томского политехнического университета создают «умный» энергокомплекс, способный получать энергию сразу из нескольких источников - солнца, ветра, дизель-генераторов, микро-ГЭС. Установка оснащена солнечной панелью и ветрогенераторами различных видов, которые можно использовать как по отдельности, так и в комплексе. Технология адаптирована для работы в экстремальных условиях и окажется полезной для любых мест, где требуются автономные источники энергии - от крайнего севера до южных пустынь.
В России могут эффективно использоваться и другие перспективные направления альтернативной энергетики. Разумеется, исходя из экономической целесообразности и с учетом региональной специфики.

Например, в Мурманской области по-прежнему действует сооруженная еще в 1960-х годах Кислогубская приливная электростанция мощностью 1,7 МВт. Проекты такого рода выгодно развивать, например, на берегах Охотского моря, где наблюдаются самые высокие приливы в стране. А Камчатка теоретически может стать «российской Исландией» ввиду того, что высочайшая активность термальных вод позволит развивать там строительство геотермальных станций. Главный вопрос тут в решении технологических барьеров.

Еще одним направлением альтернативной энергетики является производство пеллет - топливных гранул из отходов лесной промышленности (в Минпромторге их относят к возобновляемым источникам энергии. - Forbes). Например, в перечень комплексных инвестиционных проектов, получивших государственную поддержку, вошел проект компании «Бионет». В Архангельской области был построен завод по созданию промышленных пеллет мощностью 150 тысяч тонн в год. В феврале 2017 года состоялась первая отгрузка топливных пеллет в Европу для их последующего сжигания в ТЭЦ Парижа.

Роль России на мировом рынке возобновляемых источников энергии

Мировыми лидерами в области энергетического машиностроения в целом по-прежнему остаются США, Германия, Япония, Франция, Италия. Очевидно, что конкурировать с ними на глобальном рынке Россия в обозримой перспективе не может, как и полностью импортозаместить зарубежные решения и технологии. Рынок уже поделен, и основную долю в его структуре в ближайшие годы будут по-прежнему занимать крупнейшие зарубежные компании.

Поэтому главная на сегодня цель - это встраивание российских компаний в глобальные цепочки, сотрудничество с мировыми лидерами, трансфер технологий и дальнейшая локализация производства отсутствующего в России оборудования, в том числе для проектов в сфере альтернативной энергетики.
Активное развитие в последние годы секторов возобновляемых источников энергии позволило подключить к развитию возобновляемой энергетики большое количество отечественных машиностроительных, металлообрабатывающих и электротехнических предприятий. И с каждым годом уровень локализации ключевого оборудования для возобновляемой энергетики будет расти, формируя таким образом новые высокотехнологичные отрасли отечественной промышленности.

В XXI веке промышленность набирает небывалые обороты. Промышленное производство потребляет около 90–93% всей мировой энергии. Повышение общей энергетической эффективности – одно из приоритетных направлений политики Российской Федерации.

В связи с этим возобновляемые источники энергии (ВИЭ) в России начали набирать всё большую популярность. Так ли необходим государству переход к альтернативной энергетике? Обязательна ли политика энергосбережения? Какую пользу принесут эти изменения? Обо всём по порядку.

Старые пути получения энергии – почему они более не востребованы?

Промышленность и энергетика – две тесно связанные между собою отрасли. Чтобы обеспечивать работу крупных и мелких предприятий, а также организовывать транспортные грузоперевозки, необходимо подключиться к мощнейшим источникам электрической энергии. В жизни без неё, кстати, тоже никуда.

От электросетей питаются:

освещение дорог и автомагистралей;
теле- и радиостанции;
жилые, рабочие, торговые кварталы;
стационарные и частные заведения;
обслуживающие предприятия.

Таким образом, электроэнергия окружает человека со всех сторон. Но как её получают? В городские сети энергия поступает, в основном, с тепловых (ТЭС), водяных (ГЭС) и ядерных электростанций. Они являются представителями традиционной топливной энергетики.

В качестве источников энергии на таких станциях выступает природное топливо:

уголь,
торф;
нефть;
радиоактивные руды (уран, плутоний).

Энергопреобразующие станции устроены примитивно, зато их КПД свидетельствует об их эффективности:

Российские ТЭС работают благодаря сжиганию горючего топлива. Мощная химическая энергия, которая высвобождается в процессе горения, преобразуется в электрическую. Максимальный КПД – около 35%.
Схожим способом работают атомные электростанции. В России для обеспечения их работоспособности используют урановые руды или плутоний. При распаде ядер этих радиоактивных материалов выделяется энергия, которую впоследствии преобразуют в тепловую и электрическую. Наивысший показатель КПД – 44%.
В случаях с гидроэлектростанциями энергия добывается из мощных водных потоков. Огромные массы воды поступают на гидротурбины и приводят их в движение. Так генерируется электроэнергия. КПД – до 92%.
ГТЭС – газотурбинные станции – относительно новые установки, генерирующие сразу и электрическую, и тепловую энергию. Максимальный КПД – 46%.

Почему же традиционная энергетика, в основе которой лежит использование нефтепродуктов и радиоактивных элементов, не поощряется специалистами?

Основы альтернативной энергетики и использования ВИЭ

Возобновляемая энергетика использует для своих нужд энергию:

ветра;
малых речных потоков;
солнца;
геотермальных источников;
приливов и отливов.

Обратите внимание: на сегодняшний день под возобновляемую энергетику в России отводится всего около 2–3% от общего энергобаланса страны.

Россия стремится к переходу на использование альтернативных источников энергии. Вот как развивается эта отрасль энергетики в государстве:

Из приведённых в списке данных видно, что ВИЭ на территории России набирают обороты и медленно, но верно развиваются. Однако страна всё ещё отстаёт от мировых лидеров по использованию ВИЭ.

Недостатки системы ВИЭ

По расчётам учёных, использование ВИЭ в России на сегодняшний день должно было составлять около 15–18%. Эти оптимистические прогнозы не сбылись. Почему же обещанное не сбылось?

Большое влияние здесь имели такие недостатки системы ВИЭ:

Сравнительная дороговизна производства.В то время как добыча традиционных ископаемых уже давно себя окупила, сооружение нового оборудования под стандарты альтернативной энергетики требует огромных инвестиций. Пока что инвесторы не заинтересованы совершать крупные вложения, отдача от которых будет минимальной. Предпринимателям выгоднее открывать новые месторождения нефти и газа, а не тратить деньги «на ветер».
Слабая законодательная база в Российской Федерации.Мировые учёные уверены, что направление развитию альтернативной энергетики задаёт государство. Правительственные органы формируют надлежащую базу и этим оказывают поддержку. Например, во многих странах Европы введены налоги на выброс СО₂ в атмосферу. В этих странах общий процент использования ВИЭ достигает от 20 до 40%.
Потребительский фактор.Тарифы на энергию, произведённую ВИЭ, выше традиционных в 3–3,5 раз. Современный человек работает над своим благосостоянием и хочет получать максимальный результат при минимальных затратах. Ментальность людей изменить сложнее всего. Ни крупные бизнесмены, ни простые обыватели не хотят переплачивать за альтернативную энергию, пусть даже от этого зависит будущее планеты.
Непостоянство системы.Природа переменчива. Эффективность разных видов ВИЭ зависит от сезонных и погодных условий. Солнечные элементы не будут производить энергию в пасмурный день. Ветрогенераторы не работают в штиль. До сих пор человеку не удаётся побороть сезонность ВИЭ.

Для успешного развития российской возобновляемой энергетике не хватает потенциала и поддержки. В связи с этим русские энергетики уверены, что в обозримом будущем ВИЭ будут использоваться лишь в качестве подспорья традиционному топливу.

Необходимость перехода к ВИЭ

С точки зрения таких наук, как биология и экология, переход к альтернативной энергетике является лучшим вариантом развития событий как для человека, так и для природы.

Дело в том, что применение не возобновляемых источников энергии (нефтепродуктов) в промышленных масштабах – мощный вредоносный фактор для экосистемы Земли. И вот почему:

Запасы топлива не безграничны.Газ, уголь, торф и нефть добываются человеком из недр Земли. Россия богата на месторождения этих полезных ресурсов. Однако, как бы ни была огромна площадь добычи, рано или поздно все источники себя исчерпают.
Добыча ископаемых модифицирует все системы планеты.Из-за ресурсодобывающей деятельности человека меняется рельеф, в земной коре образуются пустоты, карьеры.
Работа электростанций меняет свойства атмосферы.Меняется состав воздуха, увеличивается выброс парникового газа СО₂, образуются озоновые дыры.
ГЭС вредят рекам.В результате деятельности ГЭС разрушаются поймы рек, затопляются близлежащие территории.

Эти факторы являются причинами катаклизмов и природных бедствий. В свою очередь, альтернативная энергетика обладает такими преимуществами:

Экологически чистая.При использовании возобновляемых источников исключается выброс вредных веществ и парниковых газов в атмосферу. Не страдают ни литосфера, ни гидросфера, ни биосфера. Запасы ВИЭ практически бесконечны. С физической точки зрения, они исчерпаются, когда нашей планеты не станет. Но пока Земля существует в космосе, на ней будут дуть ветры и течь реки, совершаться приливы и отливы. В конце концов, будет светить Солнце.
Совершенно безопасна для человека.Никаких вредных выбросов.
Эффективна в удалённых районах, куда вести централизованное энергообеспечение не представляется возможным.Возобновляемые источники энергии в России могут обеспечить человеку светлое, экологически чистое будущее.

Глобальный взгляд: почему в России переход на ВИЭ не осуществится?

Специалисты данной области уверены, что для перехода на возобновляемые источники энергии в России необходимо устранить большое количество препятствий, ибо горючее и ядерное топливо отлично справляются со своими главными задачами.

Традиционная топливная энергетика обладает рядом несомненных преимуществ, т. к. она:

Сравнительно дешёвая.Добыча ископаемого топлива уже «поставлена на конвейер». Человечество занимается этим несколько десятков лет подряд. За такой продолжительный срок было изобретено эффективное оборудование, которое широко используется в добывающей отрасли. Разработка месторождений угля, нефти и природного газа больше не стоит так дорого. У современного человека есть опыт в данной отрасли, так что людям намного проще «идти по накатанной», чем искать новые пути добычи энергии. «Зачем изобретать то, что у нас уже есть?» – вот так мыслит человечество.
Общедоступная.В связи с тем, что добыча горючих ископаемых ведётся на протяжении многих лет, все затраты, отведённые на эту деятельность, уже покрыты. Стоимость оборудования для топливной энергетики сполна окупилась. Техобслуживание не затратное. Плюс ко всему, энергодобывающие компании являются стабильным источником рабочих мест. Все эти факторы играют на руку традиционной энергетике, в связи с чем она становится всё популярнее.
Удобная в использовании.Добыча топлива и производство энергии цикличны и стабильны. Людям остаётся лишь поддерживать функционирование этой системы, и тогда она будет давать хорошие доходы.
Востребованная.В энергетической отрасли решающим фактором выступает экономическая целесообразность. Востребовано то, что дешевле и практичнее. А пока что эти черты не присущи альтернативным источникам.

Все перечисленные преимущества топливной энергетики делают её фавориткой мирового производства. Пока она не требует безвозвратных финансовых вложений и приносит большие доходы, она будет конкурентом для ВИЭ.

Наравне с достоинствами топливного производства стоят недостатки применения возобновляемых источников энергии.

Если изучить представленные выше списки, становится ясно, что топливная энергетика более перспективна, в то время как альтернативная лишь пытается «встать на ноги», и для её развития необходимо преодолеть множество препятствий.

Заключение

Альтернативная энергетика всё ещё несовершенна, а потому не пользуется широким спросом. Однако уже сегодня специалисты в данной области понимают, что именно за использованием ВИЭ стоит перспективное будущее России. Поэтому весь научный потенциал государства направлен на решение проблем, связанных с ВИЭ, и устранение основных недостатков альтернативной энергетики.

Новости о рекордах в области использования ВИЭ не сходят с новостных лент в последние несколько лет. По информации Международного агентства по возобновляемой энергетике (IRENA), в период 2013-2015 годов доля ВИЭ в новых мощностях в электроэнергетике уже составляет 60%. Ожидается, что еще до 2030 года возобновляемые сместят уголь на второе место и выйдут в лидеры в балансе генерации электроэнергии (по прогнозу МЭА, треть объемов электроэнергии к этому году будет производиться с помощью ВИЭ). С учетом динамики ввода новых мощностей эта цифра выглядит не слишком фантастической - в 2014 году доля возобновляемых в мировом производстве электроэнергии составляла 22,6%, а в 2015 году - 23,7%.

Однако под общим термином ВИЭ скрываются очень разные источники энергии. С одной стороны, это давно и успешно эксплуатируемая крупная гидроэнергетика, а с другой - относительно новые виды - такие как солнечная энергетика, ветер, геотермальные источники и даже совсем экзотическая энергия волн океана. Доля гидроэнергетики в выработке электроэнергии в мире остается стабильной - 18,1% в 1990 году, 16,4% в 2014 году и примерно такая же цифра в прогнозе на 2030 год. Двигателем стремительного роста ВИЭ за последние 25 лет стали именно «новые» виды энергии (прежде всего, солнечная и ветроэнергетика) - их доля увеличилась с 1,5% в 1990 году до 6,3% в 2014 году и предположительно догонит гидроэнергетику в 2030 году, достигнув 16,3%.

Несмотря на такие бурные темпы развития ВИЭ, остается довольно много скептиков, сомневающихся в устойчивости этого тренда. Например, Пер Виммер, в прошлом сотрудник инвестиционного банка Goldman Sachs, а ныне основатель и руководитель собственной инвестиционно-консалтинговой компании Wimmer Financial LLP, считает, что ВИЭ - это «зеленый пузырь», аналогичный пузырю доткомов 2000 года и ипотечному кризису в США 2007-2008 годов. Интересно, что Пер Виммер - гражданин Дании, страны, которая уже давно является лидером в секторе ветроэнергетики (в 2015 году на датских ветряных электростанциях было произведено 42% потребленной в стране электроэнергии) и стремится стать самым «зеленым» государством если не в мире, то уж точно в Европе. Дания планирует полностью отказаться от использования ископаемых источников топлива к 2050 году.

Основной аргумент Виммера состоит в том, что энергия ВИЭ является коммерчески неконкурентоспособной, а проекты с ее использованием - неустойчивыми в долгосрочной перспективе. То есть «зеленая» энергия - слишком дорогая по сравнению с традиционной, и развивается она только благодаря государственной поддержке. Высокая доля долгового финансирования в проектах ВИЭ (до 80%) и его растущая стоимость приведут, по мнению эксперта, либо к банкротству компаний, реализующих проекты в сфере «зеленой» энергетики, либо к необходимости выделения все большего объема средств государственной поддержки для удержания их на плаву. Однако Пер Виммер не отрицает, что ВИЭ должны играть свою роль в энергообеспечении планеты, но государственную поддержку предлагает оказывать только тем технологиям, которые имеют шанс стать коммерчески рентабельными в течение следующих 7-10 лет.

Сомнения Виммера не беспочвенны. Наверное, один из самых драматичных примеров - это компания SunEdison, которая в апреле 2016 года подала заявление о банкротстве. До этого момента SunEdison была одной из самых быстро растущих американских компаний в области ВИЭ, стоимость которой летом 2015 года оценивалась в $10 млрд. Только за три года, предшествующих банкротству, компания инвестировала в новые приобретения $18 млрд, а всего было привлечено $24 млрд акционерного и заемного капитала.

Перелом в отношении инвесторов наступил, когда SunEdison неудачно попыталась поглотить за $2,2 млрд компанию Vivint Solar Inc, занимающуюся установкой солнечных панелей на кровли домов, что совпало со снижением цен на нефть. В результате цена акций SunEdison упала с пиковых значений (более $33 в 2015 году) до 34 центов в момент подачи заявления о банкротстве. История SunEdison - тревожный, но не однозначный сигнал для индустрии. Согласно оценкам аналитиков, проекты у компании были «хорошие», а причина банкротства была в слишком быстром росте и больших долгах.

Однако динамика индекса MAC Global Solar Energy Stock Index (индекс, который отслеживает изменение котировок акций более 20 публичных компаний, работающих в секторе солнечной энергетики со штаб-квартирами в США, Европе и Азии) за последние четыре года также не внушает оптимизма.

Вопрос о субсидиях тоже выглядит неоднозначным. С одной стороны, объем государственной поддержки ВИЭ в мире растет с каждым годом (в 2015 году, по оценкам МЭА, он приблизился к $150 млрд, 120 из которых приходились на сектор электроэнергетики, без учета гидроэнергетики). С другой - ископаемые источники энергии также субсидируются государствами, причем в значительно больших масштабах. В 2015 году объем таких субсидий оценивался IEA в $325 млрд, а в 2014 году - в $500 млрд. При этом эффективность субсидирования технологий ВИЭ постепенно повышается (субсидии в 2015 году выросли на 6%, а объемы новой установленной мощности - на 8%).

Также растет, причем стремительно, конкурентоспособность ВИЭ за счет снижения стоимости производства электроэнергии. Для сравнения себестоимости различных источников электроэнергии часто используется показатель LCOE (levelized cost of electricity - полная приведенная стоимость электроэнергии), при расчете которого учитываются все затраты как инвестиционного, так и операционного характера на полном жизненном цикле электростанции соответствующего типа. По данным компании Lazard, которая ежегодно выпускает оценки LCOE для разных видов топлива, для ветра этот показатель за последние 7 лет снизился на 66%, а для солнца - на 85%.

При этом нижние уровни диапазона оценки LCOE для ветровых и солнечных электростанций промышленного масштаба уже сопоставимы или даже ниже значений этого параметра для газа и угля. Несмотря на то, что методология LCOE не позволяет учесть все системные эффекты и потребности в дополнительных инвестициях (сети, базовые резервные мощности и другое), это означает, что проекты в ветро- и солнечной энергетике становятся конкурентоспособны по сравнению с традиционными видами топлива и без государственной поддержки.

Еще одной характеристикой этого тренда является темп снижения цен, заявляемых энергокомпаниями на аукционах по покупке крупных объемов электроэнергии посредством PPA (power purchase agreement - соглашение о поставках электроэнергии). Например, очередной рекорд для солнечной энергетики в размере 2,42 цента за кв/ч был поставлен консорциумом, состоящим из китайского производителя панелей JinkoSolar и японского девелопера Marubeni, в 2016 году в Объединенных Арабских Эмиратах. Не далее как в 2014 году самый низкий бид на подобных аукционах стоил выше 6 центов за кв/ч.

В заключение следует еще раз вспомнить о ключевых причинах бурного развития ВИЭ в мире. Основной фактор, стимулирующий развитие возобновляемых - это все-таки декарбонизация, то есть принятие мер по сокращению выбросов парниковых газов для борьбы с глобальным потеплением. На это было нацелено принятое 12 декабря 2015 года и вступившее в силу 4 ноября 2016 года Парижское соглашение об изменении климата.

Среди других выгод перехода на ВИЭ можно отметить улучшение экологической обстановки, снабжение энергодефицитных и удаленных районов, а также развитие технологий и появление новых рабочих мест. За последние несколько лет использование ВИЭ стимулировало создание одной из самых высокотехнологичных отраслей промышленности в мире. Объем инвестиций в эту отрасль в 2015 году оценивался в $288 млрд США. 70% всех инвестиций в генерацию электроэнергии было сделано в секторе возобновляемых источников энергии. В данном секторе (не считая гидроэнергетику) в мире занято более 8 млн человек (например, в Китае их число составляет 3,5 млн).

Сегодня развитие возобновляемых источников энергии нужно рассматривать не в изоляции, а как часть более широкого процесса Energy Transition - «энергетического перехода», долгосрочного изменения структуры энергетических систем. Этот процесс характеризуется и другими важными изменениями, многие из которых усиливают «зеленую» энергетику, повышая ее шансы на успех. Одним из таких изменений является развитие технологий хранения энергии. Для зависящих от погодных условий и времени суток ВИЭ появление подобных коммерчески привлекательных технологий, очевидно, станет большим подспорьем. Мировой процесс развития новой энергетики является необратимым, но четкий ответ на вопрос о его месте и роли в российском ТЭК еще предстоит сформулировать. Главное сейчас: не упустить окно возможностей - ставки в этой гонке довольно высоки.