Ветроэнергетика

Ветер – это один из возобновляемых или альтернативных источников энергии. Достоинств у него масса - ветер дует всегда и везде, его не нужно «добывать». Суммарные запасы энергии ветра на нашей планете оцениваются в 170 трлн кВт/ч, или 170 тыс. тераватт-часов (ТВт/ч), в год. Эта цифра в восемь раз больше сегодняшнего мирового потребления электроэнергии. Следовательно, полностью всё электроснабжение на планете можно было бы заменить одной лишь энергией ветра. В этой статье мы расскажем о развитии данной отрасли, рассмотрим достоинства и недостатки ветряных установок.

Развитие ветроэнергетики

Энергию ветра использовали люди еще в далеком прошлом. Подумайте, сколько лет ветряным мельницам и парусным судам? Первые ветроэлектростанции были построены ещё в начале прошлого века. Интересно, что лидером в этой области в 1930—1950-е годы был Советский Союз. В 1931 году в Крыму, рядом с Балаклавой, была построена ветроэлектростанция, проработавшая 10 лет. В боях за Севастополь ее полностью разрушили. На тот момент ветряная установка, имевшая колесо диаметром 30 м и генератор на 100 кВт была самой мощной в мире. Тогда как аналогичные установки в Дании и Германии имели диаметр колеса до 24 м, и мощность от 50 до 70 кВт.
На протяжении 1950—1955 годов в СССР создавалось 9000 ветроустановок ежегодно. В процессе освоения казахстанских земель построили первую многоагрегатную ветроэлектростанцию, которая работала в паре с дизельным двигателем, с суммарным уровнем мощности 400 кВт. Именно она стала основой для создания современных европейских ветропарков и систем «ветро-дизель».
Однако, наиболее масштабно ветроэнергетика развивалась в 70-е годы прошлого века. Причиной этому стали все чаще возникающие экологические проблемы, к примеру, загрязнение атмосферы деятельностью ТЭС, кислотные дожди. Кроме этого, резко возросла стоимость нефти. Нефтяной кризис 1973—1974 годов подтолкнул ветроэнергетику и вынес вопрос о перспективах ее развития на государственно-политический уровень.
С того времени, суммарный уровень мощности ветроэлектростанций в мире вырос в 60—75 раз. Были разработаны крупногабаритные установки, высота которых составляла более сотни метров. Мощность отдельных ветрогенераторов достигает нескольких мегаватт, а гигаваттные ветропарки можно сравнить с крупными объектами «традиционной» энергетики — тепловой, атомной и гидроэнергетики.

Однако, после нескольких десятилетий роста, информационной и материальной поддержки возобновляемых источников энергетики, результаты могли бы быть и более впечатляющими. Стоит отметить, что в Европе и США производители «зелёной» энергии получают государственную поддержку. К примеру, портфель энергосбытовых компаний обязательно должен включать определенную долю энергии из возобновляемых источников. И только при выполнении этого условия гарантируется сбыт. Кроме этого, в большинстве государств производители возобновляемой энергии получают выгодные налоговые льготы. В тоже время, после бурного роста количества ветровых генераторов энергии в последние 15 лет наблюдается снижение темпов. Например, с 2011 по 2012 год было установлено наименьшее количество ветряных установок за последние 20 лет. Согласно информации представителя агентства Bloomberg New Energy Finance, в 2012 году вложения в возобновляемую энергетику упали на 11%. Однако, эта статистика не касается азиатских стран. В последние годы лидером в этой области стал Китай, вытеснив США и Европу.

Ветроэнергетика в мире

Невзирая на политические и экономические проблемы перспективы ветроэнергетики очень даже высоки. На протяжении 2017 г. по всему миру были введены в строй 52,57 гВт новых мощностей. Суммарная установленная мощность ВЭС на планете в конце 2017 года составляла 539,58 ГВт.
На сегодняшний день лидирует в ветроэнергетике Китай. Компания Windpower Intelligence подсчитала, что установленная мощность ВЭС в Китае достигла 171,8 ГВт. На протяжении 2017 года Китай подключил к сети 19,5 ГВт мощностей, то есть 37% новых мировых мощностей. В планах руководства Китая – до 2020 года нарастить общую мощность до 210 ГВт.
В европейской части планеты в 2017 году было добавлено 16,8 ГВт, из которых 15,7 ГВт расположены на территории Евросоюза. Лидерами являются Германия и Великобритания, которые добавили 6,6 ГВт и 4,3 ГВт, соответственно.
На территории Северной Америки скорость прироста однозначно снизилась. Больше всего установок было возведено в США: 7 ГВт из общих 7,8 ГВт на весь континент. Среди государств Латинской Америке и Карибского бассейна отметилась Бразилия, прибавившая 2 ГВт из общих 2,6 ГВт.
По результатам 2017 г. тройка лидеров выглядит следующим образом:

• Китай - 188,2 ГВт, 35%
• США - 89 ГВт, 17%
• Германия - 56,1 ГВт, 10%.

Ветроэнергетика в России

К сожалению, Россия сегодня находится в самом начале развития ветроэнергетики. По результатам проведенного в 2017 г. отбора проектов ВИЭ, Инвестиционному фонду развития ветроэнергетики, созданному компаниями «Фортум» и «Роснано», предоставили право на возведение 1000 МВт ветрогенерирующих мощностей с 2018 по 2022 год с частью локализации 65%. Суммарная мощность будущих вводов ВЭС до 2024 года достигнет 3 ГВт.
Специалисты уверенны, что более быстрому развитию ветроэнергетики препятствует норматив по высокому уровню локализации – до 65%. Космополитичным компаниям намного проще привезти готовую продукцию из Китая или Турции, чем организовать полноценное производство.
К примеру, сотрудники испанской компании Windar Renovables возводят в Ростове-на-Дону мощности по изготовлению колонн (башен) для ветрогенераторов, которые будут поставляться местным производителям. Windar Renovables – компания, которая занимается создание башен и оснований для ветрогенераторов наземного и морского типов.

В самом начале 2018 г. стартовала работа самого мощного российского проекта – Ульяновской ВЭС-1 «Фортум» мощностью 35 МВт, который стоил почти 65 млн евро. Ветропарк построили за год, управляет им российская компания «Фортум». Он состоит из 14 ветрогенераторов, созданных специалистами китайской компании DongFang. Мощность каждого достигает 2,5 МВт. При этом уровень локализации достигает лишь 28%, все оснащение китайское, поскольку проект утвердили и подписали в 2015 году.
В поддержку развития данного проекта руководство Ульяновского региона на протяжении двух лет намерено построить еще несколько ветропарков, общая мощность которых будет составлять 250 МВт. А до 2030 года мощность возрастет до 1 ГВт.
Менее активно осваивается ветроэнергетика в Калининградской области. Так, Зеленоградская ветроэнергоустановка, находящаяся возле поселка Куликово Зеленоградского района, имеет мощность 5,1 МВт. На Зеленоградской ВЭС установлен один ветрогенератор типа Wind World 4200/600 с уровнем мощности 0,6 МВт и 20 ветрогенераторов типа Vestas V27/225 с уровнем мощности по 0,225 МВт каждый. Однако, поскольку все ветрогенераторы были куплены не новыми, со временем возникло много проблем с покупкой запасных частей. Сегодня большая часть генераторов просто стоят.
Наибольшие ветроустановки в стране:

• Калмыцкая ВЭС. Построена 5 декабря 2009 года, имеет мощность 1 МВт
• ВЭС с. Тамар-Уткуль, находится в Оренбургской области. Она имеет уровень мощности 0,925 МВт, а работает с 2013 года
• ВЭС г. Орск с мощностью ВЭС –0,4 МВт, начала свою работу в 2015 году
• ВЭС ООО «АльтЭнерго» находится в Белгородской области и имеет мощность – 0,1 МВт. Функционирует с 1 августа 2010 г
• Анадырская ВЭС находится на Мысе Обсервации Анадырского района Чукотского автономного округа РФ. Уровень мощности составляет 2,5 МВт.

Ветроэнергетика плюсы и минусы

Использование ветровых электростанций, характеризуется большим количеством положительных моментов. Среди них:

• компактность. Ветрогенератор занимает точечное положение. Ему не нужна большая территория для работы
• абсолютно безопасны для экологии. Вeтpoгeнepaтop просто получает энepгию, ничeгo не давая взамен. Следовательно, привести к возникновению экологических проблем никак не может
• нет необходимости в использовании какого-либо топлива. Функционирование системы происходит в автономном режиме
• легкий ремонт, особенно по сравнению гидроэлектростанциями
• затраты на добычу энергии постоянны и прогнозированы
• в процессе передачи теряется минимальное количество энepгии
• можно установить в непосредственной близости к потребителю.

Несмотря на все перечисленные достоинства, присутствуют у ветропарков и определенные недостатки. Если не принимать во внимание абсолютно беспочвенные утверждения o вpeдe для птиц или сильном шуме, который генерируют ветряки в процессе работы, стоит отметить несколько реальных минусов:

• достаточно большие первоначальные инвестиции. В особенности это относится в ветропаркам, состоящим из нескольких десятков вeтpякoв
• непостоянная скорость и направление потоков ветра, которые сложно предугадать и спланировать. Тут же отметим, что периодически могут возникать шквальные ветра и штормы, которые могут привести к нарушению работы ветропарка
• низкий KПД вeтpoгeнepaтopoв, который составляет не более 30%, a средний показатель вообще намного ниже. Этот факт, пожалуй, можно назвать, наиболее значимым аргументом пpoтив данного нaпpaвлeния энepгeтиkи.

Специалисты считают, что рассматривать вeтpoэнepгeтикy как полноценную замену гидpoэнepгeтики мoжнo исключительно c пoзиции пoлнoй нeдocтyпнocти пocлeднeй.