ОсновныенаправленияразвитиявозобновляемойэнергетикивРФ

ОсновнымивидамивозобновляемойэнергиивРоссииявляютсяветроваяисолнечнаяэлектрогенерация,биотопливоидругиеисточникивозобновляемойэнергии.

Косновнымвидамибиотоплива,потребляемогосегоднявРоссии,являютсяэтанолибиодизель.

Взависимостиотсферыприменениябиотопливополучилоширокоераспространение.

Производствотвердогобиотоплива(торф,дрова,солома)требуетнаименьшихфинансовыхвложенийипоэтомуприобрелоширокоераспространение.Твердоебиотопливослужитотличнымзаменителемтрадиционныхвидовтоплива(газ,мазут,уголь).Основноенаправлениеиспользованиятвердогобиотоплива–получениетепловойэнергии.Сегодняналаживаетсяпроизводствоспециальныхобогревательныхкотлов,рассчитанныхнатопливныебрикетыигранулы.Твердоебиотопливоприменяютвчастныхикоммунальныхкотельных.Такжеегоможноиспользоватьвкотлах,предназначенныхдлядругихвидовтоплива.

Средидостоинствэтаноласледуетотметить,чтооннейтраленвкачествеисточникапарниковыхгазов,обладаетнулевымбалансомдиоксидауглерода,посколькуприегопроизводствеипоследующемсгораниивыделяетсятакоежеколичествоCO2,котороебылопоглощеноизатмосферыиспользованнымидляегопроизводстварастениями.

Применениеэтанолававтомобильномдвигателедажеввидедобавкиспособствуетболееполномусгораниютопливнойсмесиина30%сокращаетвыбросыокисиуглеродаитоксичныхвеществ,на25%–выбросылетучихорганическихсоединений.ВРоссиииспользованиеэтаноладаетсущественныйэкологическийэффект:пооценкеспециалистов,в2015г.засчетпереходанаэтанолвыбросыпарниковыхгазов(вСО2эквиваленте)сократилисьпочтина7,8млнт,чтоприравниваетсяквыхлопам1,18млнавтомобилейзагод.

Однакоестьинедостатки.Утопливасдобавкамиэтанолаувеличиваетсявыброслетучихорганическихсоединений,чтозатрудняетегоприменениевжаркуюпогоду;прииспользованииэтанолапроисходитзагрязнениевоздухауксуснымальдегидом.Из-зачувствительностиэтанолакводеегонельзятранспортироватьпотрубопроводамиприходитсяперевозитьводным,автомобильнымилижелезнодорожнымтранспортом,чтоповышаетрасходынаперевозку.

Этанол–этовеществомногопрофильногоиспользования.Нанегоприходитсяподавляющаячастьвыпускаемоговмиретоплива.Большаячастьпроизводимоговмиребиоэтанола(почти60%)используетсякаквысокооктановаядобавкакбензинувобычныхдвигателях.Еготакжеможноиспользоватьвчистомвидевадаптированныхбензиновыхдвигателях.

Существуетнесколькоразновидностейблендированногогорючего,представляющегособойсмесьбензинаиэтанола.ВРоссиисмесьэтаноласбензиномобозначаютбуквойЕ,цифрарядомсбуквойотражаетпроцентноесодержаниеэтанола.Например,Е85означаетсмесьиз85%этанолаи15%бензина[15,c.130].

Термин«биодизельноетопливо»,или«биодизель»применяетсякхимическомувеществу,котороесодержитметиловыйиэтиловыйэфиры,полученныеизсырьярастительногопроисхожденияиживотногожира.Полученноежидкоетопливообладаетсвойствами,близкимиктрадиционномудизельномутопливу,ссодержаниемэнергииоколо88%отнефтяногоаналога.

Средидостоинствбиодизельноготопливаотметимследующие:припопаданиивводуононепричиняетвредарастениямиживотным;впочвеиливводемикроорганизмыза28днейперерабатывают99%биодизеля,чтопозволяетговоритьоминимизациизагрязнениярекиозёр;всравнениисобычнымдизельнымтопливомбиодизельпочтинесодержитсеры,априегосгораниивыделяетсястолькоуглекислогогаза,сколькобылопотребленорастением,являющимсяисходнымсырьём,завесьпериодегожизни.НациональныйбиодизельныйсоветСШАуверяет,чтобиодизельна5%болееэкономичен,чемдизельноетопливонаосновенефти,ивтожевремяегоэнергоемкостьна5%выше[20,c.20].

Применяютбиодизельноетопливолибовчистомвиде,либоввидесмесейстрадиционнымдизельным.ВРоссиисмесьдизельноготопливасбиодизелемобозначаетсябуквойB.Цифрарядомсбуквойозначаетпроцентноесодержаниебиодизеля.

ДляпроизводствабиодизеляиэтанолавРоссиипреимущественноиспользуетсякукурузаисоя.ВдовольнонезначительномобъемеприпроизводствебиоэтанолавРоссиитакжеиспользуетсясорго.

Использованиеданныхвидовсырьяобусловленозначительнымимасштабамипроизводстваэтихкультурнатерриториистраны,атакжеэкономическимиитехнологическимипричинами.

ПоданнымФАОООН(FAOUN),общаяплощадьсельскохозяйственныхземельвРоссиисоставлялапорядка414-417млнга,втомчислепашни–около174-177млнга(изнее,площадейподвременнымикультурами–133-136млнга),подмноголетнимикультурами–2,5-2,7млнга,подпастбищамиилугами–235-238млнга.

Такимобразом,Россияобладаютзначительнымресурсомсельскохозяйственныхземель,которыйбымогявлятьсябазовымрезервомдлядальнейшегоразвитияпроизводствабиотопливавстране.Ноодновременносуществуети«рыночный»фактор,оказывающийнепосредственноевлияниенаперераспределениеземельвобщейструктурепосевныхплощадей.Так,воднигодывысокийспроснакукурузу(и,соответственно,растущиеценынанеенаотечественномимировомпродовольственныхрынках)являетсядрайверомдляростаплощадей,занятыхпосевамиданнойкультуры,нафонесниженияпосевныхплощадейсои.Вдругиепериодынаблюдаетсяобратнаяситуация.

Однаковнастоящеевремяперспективыразвитияпроизводствабиотопливавстраневызываютбольшиевопросы,посколькуосвоениеновыхтерриторийподпосевытехническихкультурдляобеспеченияпроизводствабиотопливаможетвызватьвыделениеизпочвысодержавшегосятамдиоксидауглерода(парниковыйгаз).Такимобразом,можетвозникнутьугрозаухудшенияэкологическойситуациивстране,несмотрянато,чтопроизводствобиотопливанаправлено,втомчислеинаборьбусвыбросамиСО2ватмосферу.

ВРоссиизанялисьпроизводствомэтанолавконце2000-хгодов,нотольковпоследнеевремяобъемыпроизводстваэтаноласталисущественными.ПоданнымEIA,доляэтанолабылнемногимболее1%отобъемабензинав2009году,нодостиглапочти10%внутреннегопотреблениябензинав2014году.

ПоданнымRenewableFuelsAssociation,в2015г.вРоссиидействовало15заводовпопроизводствубиоэтанолаобщейпроизводственноймощностью96тыс.барр./сутки.

КоммерческоепроизводствобиодизеляначалосьвРоссиив2008г.,когда9млнгаллоновбылипроизведены,восновном,изсоевогомасла.Какипроизводствоэтанола,производствобиодизелярастетбыстрымитемпамивпоследнеедесятилетие.Производствобиодизеляувеличилосьв2014г.болеечемв10разпосравнениюсуровнем2008года.Вотличиеотпроизводстваэтанола,производствобиодизеляимеетвозможностидляростабезсерьезныхизмененийвсуществующемзаконодательствеитранспортныхсредствах.

Потреблениебиодизелявырослос326млнгаллонов(1,2млрдл)в2011г.до878млнгаллонов(3,3млрдл)в2014г.Приэтомдолябиодизелясоставляламенее1%впотреблениидизельноготопливаимазутав2011г.ивыросладо1,5%в2014г.Пооценкам,производствобиодизелядостигло967млнгаллонов(3,7млрдл)в2014г.иРоссияявляетсякакэкспортером,такиимпортеромбиодизеля.

МинистерствоэнергетикиРФвначале2013г.объявилооподдержкебиотопливныхпроектов,касающихсяиспользованияводорослей.

Финансированиекасаетсянаучныхисследований,связанныхстехнологиейиэкономикойвыращиванияводорослей.Наиболееважныевопросы:минимизациязатратнапроизводствобиотопливаизводорослейиизучениевопросовцентрифугированияиэкстракции.Научныепроектыдолжныспособствоватьмаксимизациивыходабиотопливаизводорослейиулучшениюсамогокачестватоплива.Этоприведеткуменьшениюзатратнапроизводствобиотоплива,т.к.изкаждогокусочкаводорослибудутполучатьмаксимальноеколичествоготовогопродукта.Результатомисследованийдолжнастатькоммерциализациятехнологиипроизводствабиотопливаизводорослей.

НациональныепрограммыРоссиивобластибиотоплива:

1.Чистыйвоздухдлямегаполисов:законодательноустановленосодержаниекислородавбензиненауровне2,7%длятерриторийсвысокойплотностьюнаселения.ПриэтомсохраняетсятенденцияназапрещениеMTBE(MethylTertiaryButylEther)из-заегоканцерогенностиинакоплениявпочвенныхводах.

2.Федеральныйуровень:Акцизыуменьшенына29%дляE10(10%этанола).Впересчетеначистыйэтанолэто~$0.14налитрэтанола,произведенногоизвозобновляемогосырья.

3.Региональныйуровень:Программыстимулированияпроизводства:субсидиипроизводителюот$0.05до$0.10налитрпроизведенногоэтанола.

ВнутреннийрынокдлямалыхветровыхустановоквРоссии(распределеннойгенерации)сократилсяпосле2012г.,когдабылавведенавэксплуатациюноваяветроваяустановка(рисунок5).

Рисунок5–Месячнаявыработкаэлектроэнергииизразныхвозобновляемыхисточников,июнь2014ииюнь2015г.,тыс.МВтч

Большаячастьтурбин,установленныхв2014г.,быласвязанасраспределительнымисетями.Распределенныетурбинымогутсоединятьсяссетями,амогутустанавливатьсяотдельно,чтобыобеспечиватьместноепотребление.Ониимеютмощностьменее1МВт,поэтомуневходятвобзорветровойэнергетикиУправленияэнергетическойинформации.Втожевремякрупныеветрогенераторымощностью1МВтивышезачастуютакжеиспользуютсядляместногоэнергоснабжения,анепередаютэлектричествонаоптовыйрынок.

БольшаячастьраспределеннойветрогенерациивРоссиибазируетсявшколах,университетахиэлектроэнергетическихкооперативах.Правительственныеустановкигородских,муниципальныхилиармейскихэнергосистемобеспечилив2014г.болеечетвертиустановленныхмощностей.Другиесектора(промышленный,торговый,сельскохозяйственный,жилищный)обеспечилиотносительнонебольшойприростмощностей,нобольшееколичествоустановокмалоймощности.

В2014годуотмечаетсязначительныйростпроизводстваветровойэлектрогенерации.Темпростапосравнениюс2013годомсоставил8,3%,посравнениюс2010годом–26%.

Некоторыепотребители,устанавливающиеветрогенераторы,пользуютсяфедеральныминалоговымильготами,вчастностиинвестиционнымналоговымкредитом(ITC),которыйобеспечиваетсокращениестоимостиустановкина30%дляветрогенераторовмощностью100кВтименьше.

Инвестиционныйналоговыйкредитсталоднимизглавныхфакторовкакнаращиваниямощностейраспределеннойветрогенерациис2010по2014г.,такиспадапосле2014г.

Факторамисокращенияустановкиновыхмощностейраспределеннойветрогенерациисталиотносительнонизкиеценынасетевоеэлектричествоисокращениестоимостисистемсолнечнойэнергетики,которыетакжеполучают30%-йITC.

ВыработкаэлектроэнергиинакрупныхсолнечныхстанцияхвРоссии(мощностью1МВтивыше)виюне2015г.поставиларекорд–быловыработано2,765тыс.ГВтч.Ростпосравнениюсиюнем2014г.составил35,8%[17,c.100].

Главнойдвижущейсилойэтогоростасталонаращиваниеустановленныхмощностейфотогальваническойгенерации(PV),котороесоставило47,5%посравнениюсиюнем2014г.Затожевремяустановленнаямощностьсолнечнойконцентраторной(solarthermal)энергетикивырослана18,1%.Выработкаэлектричестванасолнечныхустановкахвиюне–хорошийиндикаторразвитияотрасли,посколькуиюнь–самыйсолнечныймесяцвгоду.

Значительныйтемпростапроизводствасолнечнойэлектроэнергетикибылдостигнутв2014году–102,8%.Этоозначает,чтоосновныеусилиягосударственнойполитикивобластисолнечнойэлектроэнергетикибылинаправленытолькосейчас.

Начинаяс2013г.,началабыстреерастифотогальваническаягенерация,хотясолнечнаяконцентраторнаяэнергетикапообъемувыработкипреобладала.Итольков2014г.фотогальваническаяэнергетикавышланапервыйплан–еедолясоставила8,6%отобщегообъемаэлектроэнергии,поступившейвсетиотсолнечнойгенерации.Впервомполугодии2015г.фотогальваническаяэнергетикаобеспечилауже8,7%общейвыработкисолнечнойгенерации.

БольшаячастьприроставыработкиэлектроэнергиинакрупныхсолнечныхустановкахвРоссииобеспечиваетсяОренбургскойобластью.Виюне2015г.Оренбургскаяобластьдалабольшеполовиныобщейвыработки(56,5%).

ОсновнымвозобновляемымисточникомэнергиивРоссииявляетсябиомасса(втомчислебиотопливо),надолюкоторойпришлось50,49%отвсейэнергииВИЭ.Далееидутгидроэнергетика,ветроэнергетика,геотермальнаяисолнечнаяэнергетики,надолюкоторыхпришлосьсоответственно32,69%,10,95%,4,55%,1,32%отобщегообъема(рисунок6).

Рисунок6–УдельныйвескаждогоисточникавструктуреВИЭРоссии,2015г.

Такимобразом,средивозобновляемыхисточниковэнергиигидроэнергетиказанимает32,69%послеиспользованиябиотоплива.

Костальнымвидамвозобновляемыхисточниковэнергииможноотнестигеотермальнуюэнергетикуибиогаз.

Можновыделитьследующиепреимуществагеотермальнойэнергии:

-можноиспользоватьвразныхклиматическихусловияхивразныевременагода;

-коэффициентиспользованияпревышает90%;

-ценаэлектроэнергииниже,чемэлектричества,получаемогосиспользованиемдругихвозобновляемыхисточниковэнергии.

Указанныепреимуществаприводятктому,чтогеотермальнаяэнергетика,несмотрянасвоюмолодость(унеевсего100-летняяистория)развиваетсясейчасвовсеммире.

Однакоспецификагеотермальныхресурсоввключаетиряднедостатков:низкийтемпературныйпотенциалтеплоносителя,нетранспортабельность,трудностискладирования,рассредоточенностьисточников,ограниченностьпромышленногоопыта.

Такжеразвитиегеотермальнойэнергетикиостанавливаетценаустановок,атакжеболеенизкийвыходэнергиивсравнениисгазовымиинефтянымискважинами.Сдругойстороныихможноиспользоватьгораздодольше,чемместорождениятрадиционныхисточников.Преимуществомгеотермальныхустановокявляетсятакжето,чтоонипрактическиненуждаютсявтехническомобслуживании.

Необходимоотметить,чторасходынапроизводствогеотермальнойэнергиизависятотрегиона.Следовательно,экономическицелесообразноразвиватьданныйвидэнергетикиввулканическихобластяхилирегионахсгорячимитермальнымиисточниками.Тамможнопростопробуритьскважинукгрунтовымводам,тогдаводныйпарподниметсявверхипоступитвсетьцентрализованноготеплоснабженияилинатурбины,приводящиевдействиегенераторы.

ПооценкеинститутаGGAизГанновера,теоретическиспомощьюгеотермальныхисточниковэнергииможнобылобыпокрытьчетырехкратноепотреблениеэлектроэнергииипятикратноепотреблениетеплавГермании.

Нарисунке7представленыданныепопроизводствугеотермальнойэнергетикивРоссии.

Рисунок7–ДинамикапроизводствагеотермальнойэнергетикивРоссии,МВт

Такимобразом,порезультатампроведенногоисследования,можносделатьследующиевыводы.РоссияимеетвысокиепоказателипоразвитиювозобновляемыхисточниковэнергиипослеКитаяиСША.Наособовысокомуровненаходитсяпроизводствобиотоплива,понемустранойдостигнутывысокиепоказателироста.Еслиприводитьабсолютныецифры,тообщееколичествоэнергии,произведеннойнабазеВИЭв2015годусоставило58,7млнтн.э.,тогдакакпроизводствоэнергиивсемиОтечественнымиГЭСсоставило61,4млнтн.э.