России нужна энергия солнца

На ваш взгляд, Евгений Николаевич, есть страны, где не атомная энергетика и углеводороды, а ВИЭ являются основным источником генерации?

– Статистика по миру разная, ее показатели находятся в прямой зависимости от государственной политики и ориентированности инвесторов. Самый яркий пример из последних достижений альтернативной энергетики в Европейском союзе – Испания. В общем энергобалансе страны 19% электроэнергии – атомные станции. А 42% всей электроэнергии вырабатывается за счет возобновляемых источников, причем 65–70% приходится на ветер, несмотря на большую зону инсоляции и огромное количество солнечных электростанций промышленного назначения. Испания занимает первое место в мире по установленной ветрогенерации.
Противоположный пример – Германия. Занимает первое место в Европейском союзе и второе место в мире по объему установленных фотоэлектрических мощностей. 6,5 ГВт установленной мощности фотоэлектрических установок в стране планируется в течение 20 лет удвоить. Это, в свою очередь, приводит к такой технологической задаче, как построение умных сетей, чтобы в балансе нагрузок в автоматическом режиме все мощности учитывались. Солнечная генерация Германии составляет около 20%.

Удивительный пример представляет собой Норвегия. Северная страна, полностью отказавшаяся от углеводородной генерации. В балансе энергопотребления Норвегии – гидрогенерация. В последние годы в стране активно развивается как производство сырьевого кремния, так и технологические решения для солнечной генерации на его основе. У них тоже около 20% в общем балансе, не говоря уже про соотношение долей в балансе генерации за счет возобновляемых источников.

В Китае применяют все возможные технологии альтернативной энергетики. С точки зрения снижения стоимости сырьевого кремния и, соответственно, производства поликристаллических модулей на его основе они занимают первое место в мире по себестоимости. Произведенный продукт китайцы поставляют не только в Европу и США, но и по всему миру. Установленный объем мощностей в Китае превысил по прошлому году 10 ГВт. По объему установленной солнечной генерации страна вышла на первое место в мире.

Конкретный пример активного развития гелиогенерации показывает Украина. Уровень солнечной радиации в стране весьма высок и составляет 3,46 млрд. МВт·ч в год, притом что наибольший показатель солнечного сияния, 2300–2400 часов в год, принадлежит Крыму и побережью Черного и Азовского морей. Солнечные станции в зонах высокой инсоляции, в Крыму, в Запорожье, строятся очень активно. Для частных инвесторов это становится приоритетно и значимо. Энергетики Украины решили выйти на производство 100 МВт солнечных мощностей в течение нескольких лет.

– Какая заявленная мощность солнечной генерации по России?

– Россия находится в самом начале пути, поскольку гелиоиндустрии как таковой в нашей стране нет. Пока только разрабатываются определенные типовые решения с использованием энергосберегающих технологий, в том числе с использованием солнечных модулей и коллекторов, пока есть отдельные проекты и есть понимание, что в случае решения вопросов, связанных с легитимизацией солнечной генерации прежде всего, все 130 МВт производства могут легко быть потреблены в России. Хочу отметить, что «Ростехнология» крайне заинтересована в развитии своей генерации. Есть соответствующая ассоциация по ветрогенерации. Мы находимся на стадии юридического оформления ассоциации по возобновляемым источникам в виде солнечной энергии. Это послужит для всех игроков на поле альтернативной энергетики неким инструментом, который даст возможность выступать в консолидированной позиции с точки зрения внедрения и единых стандартов, и законодательной инициативы.

– Такие регионы, как Республика Саха (Якутия), Красноярский край, проявляют интерес к вашим разработкам?

– Безусловно, проявляют, потому что и Якутия, и Красноярский край находятся, с одной стороны, в зоне обширной инсоляции, в одном из лучших мест нашей страны для использования гелиотехнологий, а с другой – являются обособленной энергосистемой, и для этих регионов любая возможность снижения расходования углеводородов как сырья для генерации является значимой.

Мы рассматриваем возможность установки солнечных электростанций в привязке к сочетанию с дизель-генераторными станциями. Эта связано с тем, что территории Якутии и Красноярского края – это территории полугодовой полярной ночи, и полностью на использование солнечной энергии им не перейти. Но такие решения есть. Мы смотрели зарубежный опыт применения гелиостанций в северных регионах: Исландия, Гренландия, Северная Америка. Автономные решения по энергообеспечению локальных точек потребления, дизель-генераторная станция в сочетании с солнечной генерацией дают максимальный экономический эффект. И с точки зрения эксплуатационных затрат на ремонт и поддержание эксплуатационной пригодности дизель-генераторного оборудования это тоже эффективно.

– Для производства солнечных модулей кремний будет закупаться на российских производствах?

– На первом этапе однозначно запланирована поставка сертифицированного сырья из-за рубежа. После первого полугода эксплуатации мы рассматриваем возможность использования отечественного сырья. Это не сам кремний, а сложная структура газов, основой которой является трихлорсилан. Это, собственно, и есть мультипликативный эффект, который дает возможность применения и производства продукции смежных отраслей. В Новочебоксарске рядом с нашей площадкой есть химические предприятия, что очень удобно с точки зрения логистики. Логистика в большей степени определяет затраты. Другое дело, что помимо фотометрических модулей в России полностью отсутствует компонента производства всех элементов, имеющих отношение к солнечной электростанции. Это прежде всего преобразовательные инвекторы, постоянный ток – переменный ток, специальная кабельная обвязка, специальная система дистанционной диагностики слежения управления. Мы рассчитываем, что, как только будет понятно, что работают у нас в стране, соответственно, следующая цепочка технологических провайдеров появится. Поэтому пока мы вынуждены ориентироваться на западную индустрию.

– Как вы оцениваете перспективы данных инвестиций в солнечную энергетику в Московском регионе? Что требуется для того, чтобы солнечные элементы стали такими же доступными, как обогреватели, чтобы люди могли их купить и установить в квартире, на крыше собственного дома и пользоваться электроэнергией?

– С точки зрения экономического эффекта от внедрения солнечной генерации и с учетом той стоимости, которая достигнута на текущий момент, препятствий нет. Скорее, это ментальный барьер, возникший из-за непривычности эксплуатации во многом пока еще непонятного оборудования. Этот барьер необходимо перешагнуть: чем шире будут внедряться солнечные батареи в быту, тем больше понимания полезности.
В Москве есть программа по внедрению солнечных батарей, но пока она носит демонстрационный характер. В настоящий момент осуществляется выбор максимально пригодных площадок для внедрения, на крышах зданий прежде всего.

Потому что на крышу можно устанавливать плоскую батарею, это, во-первых, удобно, во-вторых, ее можно разместить под правильным углом наклона в сторону ориентации солнечного потока без дополнительной кривизны рельефа и без изменения несущей способности конструкции зданий. Приведу пример. Объем площади крыши основного производственного здания – 150 тыс. кв. метров, что в простом пересчете на мегаватт установленной мощности солнечной генерации – 10 МВт. Это серьезная нагрузка, которая позволяет значительно снижать расходы на собственное потребление внутри производственного корпуса, обеспечивая бесперебойное освещение, аварийные системы, сигнализацию и так далее.

Так как 10 МВт – это серьезный индустриальный масштаб, то здесь возникают важные моменты. Первый – точка подключения к сетям. Подключение к сетям требует соответствующих изменений в законодательной базе с тем, чтобы возобновляемые источники были легитимны по балансу и по схеме генерации для системного оператора и для энергоснабжающей компании.

В отличие от газовой генерации, например, применение солнечной генерации дает возможность снижать пики в дневное время нагрузки расходов топлива, более гибко реагировать на изменение нагрузки. Срок строительства объекта гелиогенерации по сравнению с обычным объектом составляет от полугода до года. Это может быть востребовано, помимо зоны инсоляции, в тех регионах, где централизованная система энергоснабжения не настолько развита, чтобы экономически оправданно было доходить сетями до каждого конечного потребителя. В региональной программе поиска комплексного решения по снижению стоимости генерации для отдельных удаленных потребителей на базе дизель-генерации стоимость доставки солярки, эксплуатации, обслуживания и ремонтов по тем тарифам, которые заложены региональными энергетическими комиссиями для поддержки и эксплуатации этих объектов, дороже, чем солнечная генерация, которая могла бы быть там установлена.

РЖД проявляет большой интерес к комплексной программе модернизации своих вокзальных комплексов. Один из самых заметных проектов – замена профлиста на крыше Курского вокзала, который исторически оказался оптимально ориентирован по солнцу. Решения, которые позволяет использовать эта технология применения, порядка 15–20% собственных нужд за счет генерации могут обеспечивать. Да, это пока дороже, но с точки зрения окупаемости, если рассчитывать по полному жизненному циклу, точка безубыточности наступает достаточно быстро по сравнению с пугающими цифрами затрат на стадии строительства.

– Есть ли какие-то ограничения по применению технологии использования солнечной энергии, например погодные условия?

– В России практически нет. Даже в зимний период при соблюдении всех технологических условий установки солнечных модулей они будут исправно и бесперебойно поставлять энергию. Правильность размещения угла наклона и высокие температуры на поверхности токопроводящего слоя, отсутствие в конструкции специальной сдерживающей рамки дают возможность снегу таять и стекать. На тестовых технологических площадках, где погодные условия сходны с российскими, например в Германии, Швейцарии, где бывают снегопады и обледенения, исследования показали, что замерзание может быть в том случае, когда ближе к ночи пропадает генерирующая способность. Тогда нужна чистка. Но в обычном режиме и при начале генерации температура поверхности достигает 60–70 градусов. Этого вполне достаточно для того, чтобы влагу испарять естественным образом. Ламинатные покрытия препятствуют повреждению самого токопроводящего слоя.

Может показаться странным, но больше всего проблем с солнечной генерацией бывает, например, в Персидском заливе. Вот там, несмотря на обширную зону инсоляции, бывают стечения погодных условий, которые вызывают серьезные сложности с использованием солнечных модулей. В летний период при стопроцентной влажности и в сочетании с песчаными бурями в условиях высоких температур солнечные батареи покрываются плотным слоем, состоящим из грязи и песка. Нами разработаны автоматические решения снятия такой пленки водой. Эта технология применяется на крупных объектах. Если объект небольшого размера, то очищение происходит подручными средствами, что называется, метелкой.

– Вопрос из области фантастики: будут ли нам продавать солнечную энергию в батарейках?

– Фантастика ведь называется научной. Я уверен, что на ваш вопрос я могу смело ответить: да, будут. Мы сегодня наблюдаем взрывной рост интереса и в связи с этим колоссальные инвестиции в область аккумулирования энергии, в батареи нового поколения, которые являются залогом дальнейшего успеха в развитии возобновляемых источников энергии. Энергия – это тот продукт, который сложно хранить. Она должна быть потреблена, либо эффективность ее запасания должна быть сопоставима с эффективностью ее генерации. Да, в настоящий момент аккумуляторные батареи являются крайне дорогостоящим элементом, причем даже автономные источники, с точки зрения резервирования, поддержки работы системы. Когда приводишь расчеты, пугает не стоимость фотоэлектрического модуля, а стоимость аккумулирования. Но, поскольку это востребовано, эффект точно будет достигнут. Задача поставлена.

Беседовал Сергей Игнашевич