ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
WIND ENERGY
Статья поступила в редакцию 20.05.11. Ред. рег. № 1018 The article has entered in publishing office 20.05.11. Ed. reg. No. 1018
УДК 620.9: 551.556.3
ПРЕДПОСЫЛКИ, СТИМУЛЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В ЕВРОПЕ И В УКРАИНЕ
С.А. Кудря, Б. Г. Тучинский
Институт возобновляемой энергетики НАНУ 02094 Украина, Киев, ул. Красногвардейская, д. 20А Тел./факс +38 044 501-11-44, e-mail: renewable@ukr.net, bortu77@yahoo.com
Заключение совета рецензентов: 08.06.11 Заключение совета экспертов: 18.06.11 Принято к публикации: 28.06.11
Рассмотрены основные факторы и тенденции структурных изменений в электроэнергетике Европы, их соотношение с аналогичными проблемами в украинской электроэнергетике. Определены роль, место и перспективы ветроэнергетики в этом процессе. Представлена история украинской промышленной ветроэнергетики, особенности и перспективы ее развития.
Ключевые слова: факторы, тенденции, структура, электроэнергетика, история развития ветроэнергетики, перспективы развития.
PRECONDITIONS, INCENTIVES AND PROSPECTS TO DEVELOP WIND POWER IN EUROPE AND UKRAINE
S.A. Kudrya, B.G. Tuchinskyi
Institute of Renewable Energy, National Ukrainian Academy of Science 20A Krasnogvardejska str., 02094, Kyev-94, Ukraine Phone/fax: +38 044 501-11-44, e-mail: renewable@ukr.net, bortu77@yahoo.com
Referred:08.06.11 Expertise: 18.06.11 Accepted: 28.06.11
The main factors and trends of structural change in the power of Europe, their relationship with similar problems in the Ukrainian power industry are considered. The role, place and prospects of wind energy in this process are defined. It is presented the history of Ukrainian industrial wind energy, particularly its development prospects.
Keywords: factors, trends, structure, power, history of wind power development, prospects.
Краткая история развития ветроэнергетики
Ветроэнергетика в современном понимании - это совокупность средств преобразования энергии ветра в электрическую энергию.
Техническую возможность реализации такой установки доказал еще в 1888 г. американский инженер Чарльз Браш. Созданная им ветровая электроустановка (ВЭУ) имела мощность 12 кВт и на протяжении 20 лет выдавала электроэнергию в электросеть.
Однако тогда ветроэнергетика оказалась неконкурентоспособной относительно других технологий производства электроэнергии. Причины этого были следующие:
- при принятии решений о строительстве электростанций единственным критерием, который тогда учитывался, была экономическая эффективность -
ни политических, ни экологических барьеров для традиционной энергетики не существовало;
- себестоимость электроэнергии ВЭУ была очень высокой, себестоимость электроэнергии, генерированной на тепловых электростанциях, - низкой;
- интенсивно осваивались месторождения все новых и новых органических энергоресурсов, а кроме того, во второй половине ХХ века появился новый высокоэффективный вид генерации электроэнергии - атомная энергетика.
Поэтому финансировать усовершенствование ВЭУ не было смысла, и на протяжении восьмидесяти лет ветроэнергетика носила сугубо экспериментальный характер.
Промышленная же ветроэнергетика начала свое развитие в начале 70-х годов ХХ века. Причиной этого стала активизация экологов и введение ими
нового экономического понятия - «экстернальных» (внешних) затрат, включающих в себя ряд параметров, которые ранее не учитывались, таких как цена жизни и здоровья человека. Экстернальные затраты на производство электроэнергии тепловыми электростанциями (ТЭС) оказались очень высокими (так, например, для ТЭС, работающих на угле, они составляют в странах ЕС 2-7 €цента/кВт-ч [1], в США 3,5-8,3 $центов/кВт-ч [2, 3, 4]). Это привело к существенному усилению в западных странах требований к охране окружающей среды, вследствие чего значительно возросли затраты на оборудование ТЭС для очистки вредных выбросов и, естественно, себестоимость их электроэнергии. Две страны - Дания и США - законодательно ввели механизмы государственной поддержки ветроэнергетики, что послужило мощным стимулом для развития данного направления в этих странах. На этом этапе в указанных странах были построены первые ветровые электростанции (ВЭС).
Дополнительным существенным фактором ускорения развития ветроэнергетики стал глобальный
Основные документы ЕС по Key documents of the
нефтяной кризис, начавшийся в 1973 г. и побудивший многие развитые страны мира активизировать поиски возможностей диверсификации энергоресурсов. Теперь уже для стимулирования развития местной экологически чистой электроэнергетики различные механизмы государственной поддержки ветроэнергетики были реализованы не только в Дании и США, но и во многих других западных странах. Это - специальные тарифы, преференции при подключении к электросети, при закупке экологически чистой электроэнергии ВЭС и т.п. Отметим, что все эти механизмы не являются прямыми государственными дотациями, что противоречило бы «рыночности» экономик этих стран. Наличие указанных механизмов увеличило спрос на ВЭУ, что способствовало налаживанию их серийного производства.
Начиная с 90-х годов ХХ века руководящими органами ЕС принят ряд документов для стимулирования производства электроэнергии из возобновляемых источников (табл. 1).
возобновляемой энергетике EU Renewable Energy
Таблица 1 Table 1
Название документа Год Орган
Белая книга (финальный документ). Стратегия и план действий Европейского Союза. Энергия будущего: возобновляемые источники энергии 1997 Комиссия Европейского Союза
Киотский протокол к рамочной конвенции ООН об изменении климата 1998 ООН
Директива 2001/77 ЕС о реализации электроэнергии, полученной из ВИЭ, на внутреннем рынке электроэнергии 2001 Комиссия Европейского Союза
Windforce 12: A Blueprint to Achieve 12% of the Worlds Electricity from Wind Power by 2020 2004 Международная и Европейская ассоциация ветроэнергетики Гринпис
Зеленая книга. Европейская стратегия по обеспечению устойчивой, конкурентоспособной и гарантированной энергии 2006 Комиссия Европейского Союза
Перспективы мировой ветроэнергетики 2006 Глобальный ветроэнергетический совет
Сообщение Комиссии для Совета и Европейского парламента: «Возобновляемые источники энергии. Дорожная карта «Возобновляемые источники энергии в 21 веке: создание более устойчивого будущего» 2007 Комиссия Европейского Союза
Требования, представленные в этих документах, входят в число требований, обязательных для вступления в ЕС.
Все это стимулировало финансирование и активизацию работы компаний, конструирующих и производящих ВЭУ. Им удалось значительно снизить затраты на 1 кВт номинальной мощности ВЭУ и на текущее обслуживание ВЭУ, что в сочетании со специальными тарифами сделало ветроэнергетику «биз-несопригодной».
Для оценки перспектив ветроэнергетики необходимо оценить ситуацию и перспективы в отраслях, являющихся в той или иной мере ее конкурентами -в гидроэнергетике, тепловой и атомной энергетике.
Ниже кратко рассмотрены барьеры в развитии отраслей традиционной энергетики Европы, наличие которых стимулирует развитие ветроэнергетики.
Барьеры и структурные сдвиги в электроэнергетике Европы
Гидроэнергетика на больших реках является генерацией, имеющей ряд преимуществ: не требуются импортные энергоресурсы, экологически чистая (относительно) генерация, возможность маневра мощности, низкая себестоимость электроэнергии гидроэлектрических станций (ГЭС). Единственный ее недостаток заключается в том, что в Европе все
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 8 (100) 2011
© Scientific Technical Centre «TATA», 2011
возможные ГЭС на больших реках уже построены, что не позволяет рассматривать эту отрасль в качестве перспективы для увеличения производства электроэнергии.
Поставки в Европу энергоносителей для атомных электростанций (АЭС) - в основном из Канады и Австралии - вполне надежные. Но экология и экономика у атомной энергетики проблематичны. Это -наиболее капиталоемкая технология генерации электроэнергии. Она требует наивысших инвестиций (2000 €/кВт и более [5, 6]), плюс высокие ликвидационные затраты (до 20% стоимости инвестиций), плюс высокие затраты на транспортировку, хранение и дезактивацию радиоактивных отходов. Значительных дополнительных затрат сегодня требуют мероприятия по повышению безопасности работы АЭС, связанные с учащением угроз терроризма и природных катаклизмов. Реальная себестоимость электроэнергии АЭС (без учета экстернальных затрат) по оценкам независимых экспертов из Массачусетского технологического института (США) и Королевской инженерной академии (Англия) составляет 5,4-8,7 $цент/кВт-ч [6]. Строительство АЭС требует отвлечения значительных средств на длительные периоды (10-15 лет) [5].
Кроме того, сегодня около половины топливных элементов для АЭС изготавливается в основном из военных резервов и гражданских отходов. Наличие таких вторичных ресурсов для АЭС, с одной стороны, сдерживало рост цены на них, а с другой стороны, препятствовало вложению инвестиций в новые месторождения урана. Теперь, с окончанием «холодной войны», когда запасы вторичных ресурсов практически иссякли, а новые месторождения оказались не разработанными, цена урана стала стремительно возрастать. Так, за период с 2000 по 2008 г. мировая цена урана возросла почти в 20 раз.
Производство топливных элементов для АЭС и дезактивация радиоактивных отходов являются экологически «грязными» процессами, опасными для здоровья людей и окружающей среды [7].
Эксплуатация АЭС требует значительных затрат воды, которая уже превратилась в дефицитный ресурс.
Большое значение для приостановки в мире строительства АЭС имела Чернобыльская катастрофа, продемонстрировавшая невозможность исключить человеческий фактор из управления работой АЭС. Уязвимость АЭС с точки зрения природных катаклизмов была продемонстрирована в 2011 г. авариями на японской АЭС «Фукусима-1».
Все это прибавило негатива к отношению населения Европы к атомной энергетике - всего 12% европейцев поддерживают ее развитие. Даже во Франции, которая является мировым лидером
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.