Ветер в лопастях

 

Что представляет собой российский рынок ветроэнергетических установок?

 

Какова здесь текущая ситуация в контексте интересов производителей и потребителей, а такжев законодательном аспекте? Каковы перспективы ближайших пяти – десятилет отрасли в России? Предлагаем вниманию читателей обзор, в которомдается анализ состояния дел и тенденций в отечественной ветроэнергетике.

 

Алексей Толстов, ElectroWind,
при участии агентства «АЭнерджи»

К

ак известно, более двух третей территории России находится вне зоны централизованного электроснабжения. Здесь проживает около 15 млн человек, что составляет более 10% населения страны. Электроснабжение в этих зонах сегодня осуществляется в основном посредством малоэффективных как с технической, так и с экономической точки зрения дизельных и бензиновых генераторов. Не сек­рет, что одной из возможнорстей в разы снизить цену электроэнергии в этих районах по сравнению с существующим уровнем и сократить выбросы в атмосферу окиси углерода может стать широкое внедрение автономных ветроэнергетических систем малой и средней мощности. Движение в этом направлении, однако, оставляет желать много лучшего.

Ресурсы и потенциалы

Развитие возобновляемой энер­гетики и, в частности, ветроэнергетики требует наличия ряда условий (потенциалов), выполнение каждого из которых обязательно. К таким условиям относятся наличие ветроэнергетических ресурсов (естественный потенциал), технических средств их использования (технический потенциал) и экономической целесообразности использования (экономический потенциал). Последним условием на рынке ветряных электростанций (ВЭС) малой мощности, характеризующимся ориентацией на конечного потребителя, является наличие доверия потребителей к технологии и оборудованию. Увеличение любого из потенциалов приводит к расширению рынка, уменьшение – к стагнации и сокращению. Суммарный технический потенциал ветроэнергетики в России составляет 6218 млрд кВт∙ч/год(табл. 1), что в 5 раз выше выработки электроэнергии в России всеми электростанциями в настоящее время.

Таблица 1. Ветроэнергетический потенциал Российской Федерации

Федеральный округ Технический потенциал, млрд кВт∙ч/год Экономический потенциал, млрд кВт∙ч/год Наиболее перспективные регионы
Дальневосточный 1860 9,3 Сахалинская обл.,Камчатский край
Восточно-Сибирский 1050 5,2 Красноярский край,Забайкальский край
Западно-Сибирский 1000 5,0 Ямало-Ненецкий АО
Северный 860 4,3 Архангельская, Мурманская обл.
Уральский 383 1,9 Оренбургская, Челябинская обл.
Поволжский 325 1,6 Волгоградская обл., Республика Калмыкия
Центральный 200 1,0 Смоленская, Брянская обл.
Северо-Кавказский 200 1,0 Краснодарский край, Республика Дагестан
Волго-Вятский 160 0,8 Республика Татарстан
Северо-Западный 100 0,5 Республика Карелия, Ленинградская обл.
Центрально-Черноземный 80 0,4 Воронежская обл.
Всего 6218 31 19

Наибольшим естественным потенциалом с учетом климатических ограничений обладают прибрежные районы Сахалина, Приморья, Камчатского края, Мурманской области, Краснодарскогокрая и Дагестана. Российско-европейский технологический центр под эгидой Европейской комиссии оценивает величину пригодного к использованию экономического ветроэнергетического потенциала в 31 млрд кВт∙ч/год (указано в табл. 1), или около 3% суммарного потребления электрической энергии в России.

Российский рынок характеризуется крайне низким уровнем доверия потребителей к технологии малых ВЭС. По оценке участников рынка, не более 3% запросов потенциальных клиентов завершаются реализацией проекта. Низкий уровень доверия потребителей связан как с низким уровнем осведомленности промышленных и частных потребителей о преимуществах малой энергетики на основе ВИЭ, так и с недостаточным качеством предлагаемых производителями сопроводительных услуг.

Замороженный процент

По данным агентства AEnergy, доля ВИЭ в производстве энергии в России составляет сегодня лишь около 1%, несмотря на то, что страна имеет колоссальный потенциал для развития возобновляемых источников энергии, и эта цифра не растет. Для сравнения, в Европе этот показательв 2010 г. составил 9,5%. Инвестиции в альтернативную энергетикув России составляют на данный момент около 10 млн евро, в товремя как мировые инвестиции в эту индустрию составили в 2011 г. более 260 млрд долл., прибавив к показателю 2010 г. 5%.

К настоящему времени в России действуют 6 крупных ветропарков и более 2000 малых ВЭУ мощностью от 0,1 до 50 кВт. Суммарная установленная мощность ВЭУ в России составляет около 17 МВт, или 0,008% от электрогенерирующих мощностей. Темпы прироста в последние годы остаются весьма незначительными.

Слабое развитие отрасли связано с целым комплексом внешних факторов – экономических, технических, законодательных, информационно-организационных, а также психологических. Вместе с тем, с каждым годом растет понимание необходимости развития альтернативной энергетики, особенно в тех регионах, которые по комплексу причин не имеют и, вероятнее всего, не будут иметь централизованного энергоснабжения.

Наиболее крупными ветро­энергетическими станциями в России являются Куликовская, Анадырская и Башкирская (табл. 2)

В 2012 г. запланированы к реализации 46 крупных проектов 13 российских и зарубежных компаний: ООО «ВентРус», ЗАО «ВетроОГК», ОАО «РусГидро», FalconCapital a.s. и других. Суммарная ожидаемая мощность всех ВЭС, которые могут появиться в случае успешной реализации данных проектов, составляет более 5000 МВт.

Таблица 2. Крупнейшие ВЭС в России

Название Мощность,МВт
Куликовская ВЭС (Калининградская обл., п. Куликово) 5,4
Анадырская ВЭС (Чукотский автономный округ, Мыс Обсервации) 2,5
Башкирская ВЭС (Республика Башкортостан, д. Тюпкильды) 2,2
Никольская ВЭС (Командорские острова, о. Беринга) 1,2
Заполярная ВДЭС (Республика Коми, г. Воркута) 1,5
Калмыцкая ВЭС(Республика Калмыкия, Ергенинская возвышенность) 1
Итого 13,8

Анализ ситуации показывает, что российская ветроэнергетика может стать заметным явлением в стране, как только правительством будут приняты соответствующие решения, запускающие систему поддержки ВИЭ вообще и ветроэнергетики в частности.

Большая мощность

Несмотря на низкую динамику развития ветроэнергетики в России в последнее десятилетие, в настоящее время в стране активно прорабатываются проектные предложения по созданию ветропарков большой мощности.

В связи с ликвидацией РАО «ЕЭС России» все перспективные проекты, связанные с ветроэнергетикой, были переданы компании ОАО «РусГидро». В конце 2008 г. ОАО «РусГидро» начала поиск перспективных площадок длястроительства ветряных электростанций (табл. 3).

В настоящее время ОАО «РусГидро» и ГК «Ростехнологии» разрабатывают проект строительства ветропарка «Нижняя Волга» мощностью 1000 МВт. Объем инвестиций, по предварительным оценкам, составит 2,5 млрд долл. США. Помимо этого, в Калмыкии предполагается ввести в эксплуатацию 50 ветроэнергетических установок общей мощностью 35 МВт.

По имеющимся данным, в РФ определено число разведанных площадок для установки ВЭУ суммарной установленной мощностью 4134 МВт, а готовящихся к проектированию ВЭУ – 1793 МВт. По прогнозам, к 2015 г. оборот российского ветроэнергетического рынка может составить 315 млрд руб.

Малые ВЭС

Таблица 3. Перспективные проекты строительства ВЭС

Название проекта Регион Планируемая мощность
ВЭУ, МВт
Ейская ВЭС Краснодарский край 60
Анапская ВЭС Краснодарский край 120
Геленджикская ВЭС Краснодарский край 99
Ветропарк «Нижняя Волга» Волгоградская обл. 185–1000*
Калмыцкая ВЭ Республика Калмыкия 35*

*Данные имеются

Что касается малой ветроэнергетики, то перспективы рынка выглядят следующим образом.

По экспертным оценкам, в регионах, не имеющих централизованного электроснабжения, за счет использования в составе ветродизельных установок современных ВЭУ можно обеспечить выработку более 50% требуемой энергии и добиться соответствующего снижения потребности в дизельном топливе. Велика потребность в маломощных ветроустановках, работающих совместно с аккумуляторной батареей. Потребность в таких устройствах оценивается специалистами в размере 50–100 тысяч штук.

Имеются предпосылки к тому, чтобы в ближайшие 5–10 лет ветроэнергетика в России развивалась динамично. Анализ показывает, что основными факторами, способствующими росту российского рынка ветроэнергетики, будут являться:

  • рост тарифов на электрическую энергию для всех категорий потребителей;

  • дальнейшая коммерциализация технологии и повышение её конкурентоспособности по сравнению с традиционными технологиями генерации электроэнергии;

  • рост привлекательности инвестирования в ветроэнергетику;

  • необходимость обеспечения энергоснабжения удаленных регионов России;

  • создание эффективного комплекса мер по государственной поддержке инвестиций в возобновляемые источники энергии;

  • освоение новых месторождений минеральных ресурсов, расположенных в удаленных районах Восточной и Западной Сибири, Дальнего Востока;

  • рост уровня жизни населения.

Кому это нужно

Вопреки распространенному мнению в число потребителей малых ветроэлектростанций(ВЭС) входят не только домохозяйства и предприятия, расположенные в зоне децентрализованной генерации электроэнергии, но и потребители в районах с централизованной системой энергоснабжения, имеющие либо ограниченный доступ к распределительным сетям, либо невысокое качество электроэнергии вследствие неудовлетворительного состояния сетевого хозяйства.

Потребители в районах с централизованной системой энергоснабжения также могут испытывать сложности с возможностью или стоимостью технологического присоединения. Особенно напряженная ситуация складывается в энергодефицитных регионах. Зачастую для частных потребителей, которым требуется мощность не более 10–15 кВт, стоимость ветроэнергетической установки сопоставима или ниже стоимости подсоединения.

Доступ потребителей к распределительным сетям может быть ограничен как ввиду экономических особенностей энергетики региона (например, высокая цена технологического присоединения), так и ввиду характера деятельности потребителя (например, туристические базы, технологическое присоединение которых затруднительно).

Заинтересованность в ВЭС малой мощности могут также проявлять и потребители, подключенные к централизованным сетям, но испытывающие ценовое давление в связи со значительным ростом тарифов на электроэнергию вследствие либерализации рынка электрической энергии.

В результате реформы электроэнергетики в России за последнее десятилетие произошел беспрецедентный по мировым меркам рост цен на электроэнергию, на 50% превысивший инфляцию за этот же период. В результате на 2011 год для ряда регионов Российской Федерацииустановлены тарифы, превышающие себестоимость генерации электроэнергии на ВЭС малой мощности, которая для отдельностоящих ветрогенераторов начинается с 3 руб. за киловаттчас. Что касается жителей северных районов, где отсутствует централизованное энергоснабжение, то себестоимость одного киловаттчаса электроэнергии, даже на самых современных дизельных электростанциях, в изолированных зонах сегодня составляет от 15 до 50 руб. Комбинированное использование ветровой генерации совместно с дизельными электростанциями позволяет снизить себестоимость киловаттчаса в 2–5 раз.

В число перспективных потребителей в изолированных зонах могут входить:

  • Добывающая промышленность.Сюда относится широкий круг потребителей, задействованных в добыче и разведке полезных ископаемых, включая вахтовые поселки, геологические экспедициии лесозаготовки. Эта группа потребителей заинтересована в ветродизельных комплексах различной мощности в диапазоне от 5 до 50 кВт. В общей сложности в вахтовых поселках в России проживает до 400 тыс. человек, и потенциальный объем подсегмента составляет несколько десятков установок в год. К настоящему времени в подсегменте реализовано не менее 20 проектов.
  • Удаленные объекты инфраструктуры, включая удаленные базовые станции операторов мобильной связи, метеорологические станции, радиомаяки и радиопередатчики, пограничные заставы. Указанные объекты нуждаются в максимально автономных энергетических системах (ветросолнечных и ветродизельных при отсутствии достаточного уровня инсоляции) мощностью до 5–10кВт. Ежегодно крупнейшие мобильные операторы России вводят до 10 базовых станций, неподключенных к распределительным сетям.
  • Стационарные объекты сельского хозяйства и туризма, в частности рыбоводческие хозяйстваи удаленные туристические базы,которые заинтересованы в системах бесперебойного электроснабжения различной мощности в сегменте от 5 до 15 кВт. Расширение подсегмента будет подталкиваться развитием туризма. Суммарный спрос может составить десятки установок в год.

Российские производители ВЭУ и их продукция

Компания Тип ВЭУ Мощность, кВт
«Сапсан – энергия ветра» Горизонтальный 1 и 5
НПО «Электросфера» Горизонтальный 5
ElectroWind Горизонтальный 1–10
ГРЦ «Вертикаль» Вертикальный 3
«Махаон» Вертикальный 0,5–3

Количество потенциальных потребителей в зоне централизованного энергоснабжения существенно больше, чем в изолированных зонах. Ежегодное потребление электроэнергии в регионах, располагающих значительными ветроэнергетическими ресурсами, в которых цена за электроэнергию превышает 3 руб. за 1кВт∙ч, составляет промышленностью 44ТВт∙ч, населением – 19ТВт∙ч, что эквивалентно 6% общероссийского потребления. Количество дачных хозяйств по всей стране составляет несколько миллионов, примерно половинаиз которых, находясь в зонах централизованного энергоснабжения, не подключены к сетям.

Таким образом, в долгосрочной перспективе этот сегмент рынка будет основным. На данный момент его развитие сдерживается отсутствием государственной политики поддержки развития ВИЭ и финансовых механизмов поддержки со стороны государства.

По имеющимся оценкам, сегодня на российском рынке ветроэнергетики работает свыше 50 компаний различного уровня, и их число постоянно увеличивается как за счет российских, так и иностранных компаний. При этом функционирует около 10 реальных производителей и еще 10–20, которые пытаются или пробовали ранее изготавливать ВЭУ в России. В отрасли отсутствуют крупные игроки, способные конкурировать с ведущими мировыми компаниями – изготовителями ВЭУ на внутреннем и внешнем рынках, особенно в сегменте установок средней и большой мощности. В основном российские компании – производители ВЭУ (см. таблицу) представляют собой небольшие коммерческие предприятия либо компании оборонного комплекса, осуществляющие выпуск ВЭУ в рамках конверсионных программ.

В результате структура российского рынка ветроэнергетического оборудования выглядит следующим образом: российские производители поставляют оборудование для малой ветроэнергетики, а крупные сетевые проекты комплектуются мощными ВЭУ за счет зарубежных поставок.

На рынке больших ВЭУ наибольший удельный вес в структуре установленной мощности занимают агрегаты единичной мощностью 200–250 кВт (около 60%).Удельный вес установок мощностью 250–1000 кВт составляет 20%, агрегатов до 200 кВт – 15%. Проектами такой мощности занимаются ОАО «РусГидро» и другиекрупные компании ТЭК.

Сложившийся уровень цен составляет от 30 до 170 тыс. руб. за киловатт мощности основного оборудования, без учета дополнительного оборудования (аккумуляторные батареи, инверторы и др.). Наиболее низкие цены на оборудование предлагают мелкосерийные производители ВЭУ, в том числе некоторые китайские производители. Средний ценовой диапазон занят российскими и множеством китайских компаний. Наиболее дорогими являются модели, импортируемые из Северной Америки и Европы. По оценке участников рынка, среднее ежегодное увеличение цен на ветрогенераторы составляет порядка 10%.

Поскольку ветрогенераторы китайских производителей отличаются более низкими ценами, это приводит к увеличению доли импортного оборудования на российском рынке. Наращиванию присутствия зарубежных производителей в России также способствует нулевая таможенная пошлина на ветрогенераторы.

Импорт ВЭУ

Объем импорта ВЭУ в Россиюсоставляет несколько сотен штук в год. Большую часть, в денежном выражении, занимают большие ВЭУ – от 100 кВт.

Структура импорта выглядит следующим образом: основная часть поставок осуществляется производителями из Китая, значительно меньшее количество из США и Европы. Из других стран импорт осуществляется штучно.

Среди зарубежных производителей малых ВЭУ, чью продукцию можно встретить на нашем рынке, можно выделить следующие:

  • Zonhan Windpower, Китай (ветрогенераторы Exmork);
  • Yangzhou Shenzhou Wind-driven Generator Co., Ltd, Китай (ветрогенераторы SWG);
  • Anhui Hummer Wind TurbineDynamo Co., Ltd, Китай (ветрогенераторы Hummer);
  • Southwest Windpower, США (серия Air является самой продаваемой в мире).

Североамериканское оборудование отличается большей надежностью и меньшими показателями шумности.

Что касается импорта больших ВЭУ, то здесь преобладают установки европейского производства, бывшие в употреблении и новые. Бывшие в употреблении установки поставляются как модернизированными на заводе изготовителе или его партнере и с продленным ресурсом и гарантией, так и в виде as is («как есть»).

Основные производители ВЭУ большой мощности:

  • Vestas, Дания (включая Nordtankи Micon);
  • Siemens, Германия;
  • Enercon, Германия.

В настоящее время все эти производители отказались от производства ВЭУ мощностью меньше 800 кВт.

Существует также ряд компаний, производящих ветрогенераторы совместно с зарубежными производителями. Среди них стоит отметить ЕвроСтандарт-Сервис, прекратившей с недавних пор выпуск малых ВЭУ, и компанию RKraft, предлагающую ветрогенераторы от 0,5 до 20 кВт.

Плюс аккумулятор

На сегодняшний день множество компаний предлагают ветровые и гибридные энергетические установки как для автономного энергоснабжения объектов различного назначения, так и для резервирования или наращивания мощности существующей системы энергоснабжения. В типичных решениях применяется использование энергии ветра и солнца в сочетании с жидкотопливными и газопоршневыми генераторами.

В качестве типовых проработан широкий спектр решений по обеспечению автономного энергоснабжения объектов, отличающихся друг от друга по потребляемой электрической мощностии по требованиям к использованию различных природных энергий. Решения резервного энергообеспечения включают в себя системы повышения максимально-возможной потребляемой электрической мощности в дополнение к существующей сети электропитания недостаточной мощности, а также системы централизованной бесперебойной подачи электричества, позволяющие дублировать малонадежные существующие сети электропитания. В качестве основного решения предлагается, как правило, использование одного из возобновляемых источников (солнце, ветер, вода) в сочетании с традиционными топливными генераторами. Такой подход позволяет создать, с одной стороны, отказоустойчивое решение, с другой стороны, решение, позволяющее экономить топливо. Например, при совместном использовании ветрогенератора и дизельного генератора экономия топлива может составить от 20 до 80% (в зависимости от региона и режима эксплуатации).

Ветротопливные (дизельные, газовые, бензиновые) комплексы могут применяться по всей территории России, в то время как солнцетопливные и просто солнечные установки эффективны в основном в южных регионах. Однако сочетание нескольких источников дает синергетический эффект. Рассматривая пример ветросолнцетопливного комплекса (см.рисунок), нужно отметить, что ветер и солнце, как два основных ресурса, находятся, как правило, в противофазе, т. е. когда дует ветер, нет солнца, и наоборот.

Как правило, в состав установки входят: ветрогенератор, мачта 12–15 м (в зависимости от типа, предлагаемого производителем) и контроллер (зарядное устройство и автоматика ветрогенератора). Не секрет, что для конечного потребителя такой набор недостаточен. Выработанную энергию надо где-то накапливать, а в связи с неравномерностью выработки и потребления этот вопрос еще более актуален. Наиболее эффективным решением с экономической точки зрения на сегодняшний день является аккумулятор. Цены на аккумулятор 12 В 100 А/ч находятся в пределах от 3 до 15 тыс. руб. Такой большой разброс объясняется различными применяемыми в производстве технологиями и, как следствие, сроком службы батареи. Наиболее распространенным типом батарей является Gel, стоимость такой батареи составляет 8–12 тыс. руб. В автономной системе таких батарей может быть от 2 до 40 шт.

Кроме того, на выходе контроллера ВЭУ, как правило, постоянный ток напряжением 24 или 48 В (реже 96 В), а все бытовые приборы потребляют переменный ток напряжением 220 В. Для преобразования используется инвертор. Диапазон предлагаемых на рынке приборов также велик. Цена 1 киловатта мощности инвертора составляет от 5 до 40 тыс. руб. Таким образом, цена киловатта установленной мощности полной установки может составить от 50 тыс. руб.

ВИЭ и закон

Что касается законодательства, регулирующего альтернативную энергетику в России, то в 2010 году к Федеральному закону №35-ФЗ «Об электроэнергетике» были приняты поправки касательно ВИЭ, включающие:

  • правила, критерии и порядок квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования ВИЭ;
  • субсидии владельцам таких объектов;
  • порядок ведения реестра выдачи и погашения сертификатов, подтверждающих объем производства электрической энергии;
  • определение цены энергии, произведенной на установках, функционирующих на основе использования ВИЭ.

В 2010 году был также обновлен Федеральный закон No 261-ФЗ - расширение содержит поправки относительно использования ВИЭ, инвестиций в создание объектов, относящихся к ВИЭ.

В Постановлении Правительства РФ №426 от 3 июня 2008 г. «О квалификации генерирующего объекта на основе возобновляемых источников энергии» вводятся критерии генераторов ВИЭ, которые могут стать участниками системы государственной поддержки. В соответствии с документом на государственную поддержку имеют право генераторы на основе ВИЭ, которые отвечают следующим критериям:

  • функционирование на основе исключительно возобновляемых источников или в режиме комбинированного использования возобновляемых и иных источников энергии;
  • нахождение в эксплуатации;
  • присоединение к электрическим сетям сетевой организации и наличие необходимых средств измерения.

Таким образом, в системе поддержки возобновляемой энергетики, формируемой правительством, смогут участвовать только генераторы, подключенные к сетям и квалифицированные Советом рынка по организации эффективной системы оптовой и розничной торговли электрической энергией и мощностью. Это означает, что ни потребители в изолированных зонах, ни потребители в зоне централизованного энергоснабжения, устанавливающие ВЭС, в качестве смягчения тарифного давления не смогут рассчитывать на финансовые льготы и стимулы в рамках этой системы.

Стоит отметить, что до последнего времени государство не оказывало существенного влияния на рынок ВЭС малой мощности. И хотя программы повышения энергоэффективности регионов были приняты в 2010 году, это не привело к заметному увеличению спроса на ВИЭ в течение 2011–2012 гг. Это связано с тем, что принятые программы носят номинальный характер и не содержат мер по стимулированию использования малых ВЭУ или каких-либо компенсаций объектам, уже использующим такие системы.