Солнечная энергетика занимает небольшую долю в структуре мирового производства электроэнергии, но роль стремительно растет. По данным программы Международного энергетического агентства по фотоэлектрической солнечной энергетике — Photovoltaic Power Systems program (IEA PVPS), к началу 2018 года в мире было введено в строй 98 ГВт солнечных электростанций, а их суммарная установленная мощность достигла 402,5 ГВт. Это в 70 раз больше, чем в 2006 году. По показателю установленной мощности солнечная энергетика сегодня обошла атомную.
Доля солнца в производстве мировой электроэнергии, согласно расчетам IEA PVPS, достигла 2,14%. Это энергоэффективное направление показывает быстрые темпы развития с ожидаемым выходом к 2040 году на уровень 6,2% мирового производства электроэнергии.
На сегодняшний день безусловным лидером по генерации солнечной энергии является Китай (традиционно ориентированный на угольную промышленность). Его доля составляет 60% от суммы всего электричества, получаемого мировым сообществом. Второе место занимают США. Они вырабатывают 10,4%. На третьем месте расположилась Индия, ее доля составляет 7,8%. Далее идут Япония, Германия и Бразилия.
Усилия, прикладываемые для развития солнечной энергетики в России, пока недостаточны, чтобы войти в число лидеров, но работа в этом направлении уже ведется. В нашей стране масштабы использования солнечной энергии пока невелики. Выработка солнечных станций в РФ, по данным «ЦДУ ТЭК», в 2018 году выросла на 34% по сравнению с 2017 годом и составила 757,6 млн кВт·ч, а по сравнению с 2015 годом, когда было получено 302,5 млн кВт·ч, увеличилась на 150%.
Приобретение опыта и освоение технологий
Развитие солнечной энергетики в нашей стране идёт по трем направлениям. Первое связано с созданием солнечных электростанций (СЭС), которые подключены к централизованным энергосетям, чтобы направлять в них излишки вырабатываемой энергии. На правительственном уровне монополистов обязали подключать к сети «малых» производителей энергии, чтобы позволить им зарабатывать на генерации.
Сегодня между государством и компанией заключается договор о поставке мощностей (ДПМ), по которому гарантируется возврат средств в размере, позволяющем инвестору окупить вложения максимум за 15 лет.
После этого решения развитием солнечной энергетики заинтересовались частные инвесторы. Процесс пошел так активно, что все установленные государством лимиты на вводы мощностей СЭС в нашей стране выбраны частными компаниями, которые взяли на себя обязательства по пуску солнечных электростанций. По мнению экспертов, стратегия в области солнечной энергетики в России, богатой углеводородными запасами, должна сводиться к накоплению опыта по строительству и эксплуатации таких станций, чтобы развивать отечественные технологии.
Энергия Солнца в цифрах
Постоянная солнечная энергия составляет 1,4 тыс. Вт на 1 кв. метр. На экваторе через атмосферу до земли доходит 1 тыс. Вт на 1 кв. метр. На территории России с помощью солнечных электростанций в среднем можно получить 163,2 Вт на кв. м, с учётом того, что коэффициент полезного действия (КПД) солнечных элементов сегодня составляет 16%.
По данным Института энергетической стратегии, Россия обладает потенциалом солнечной энергии, который выражается в эквиваленте 2 300 млрд тонн условного топлива (т.у.т.) Экономический ресурс — 12,5 млн т.у.т. Потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию России за три дня, превышает энергию годового производства электроэнергии в стране. Количество солнечной радиации варьируется от 810 кВт·ч на кв. м в год в отдаленных северных районах до 1,4 тыс. кВт·ч на кв. м в год на юге страны.
Для полного обеспечения человечества энергией хватит 0,0125% солнечного излучения. Чтобы удовлетворить запросы потребителей, в будущем достаточно 0,5%. Солнечная энергия имеет огромный потенциал, ее запасы превышают все существующие ресурсы нефти, угля, газа и другие источники ископаемого топлива.
Панели отдаленным регионам
Еще одно направление солнечной энергетики связано с развитием этой отрасли в отдаленных регионах. В России 75% территорий не имеют централизованного энергоснабжения, поэтому туда приходится завозить дизельное топливо.
Для таких регионов действует проект по созданию автономных солнечно-дизельных установок мощностью 100 Вт. В этой связи идёт разработка региональных программ развития энергетики, где предусмотрены возобновляемые источники, в том числе и солнечные.
До 2021 года в разных регионах должны быть введены 100 автономных установок мощностью по 100 кВт, из которых две построены на Алтае. Реализацией этого национального проекта занимаются частные инвесторы.
«Частники» смогут продавать электричество
Третье направление развития солнечной энергетики в России связано с внедрением малых установок мощностью до 15 кВт. Частным собственникам предлагается разрешить вырабатывать электроэнергию для своих нужд, а излишки продавать в сети. Решение о поддержке этого проекта пока не принято, но его нормативная база разрабатывается.
Соответствующие поправки в закон «Об электроэнергетике» в 2018 году разработало министерство энергетики Российской Федерации. Согласно законопроекту, местные сбытовые компании обяжут выкупать электроэнергию по средней цене у владельцев частных домов. Ориентиром станет стоимость энергии у местных крупных электростанций.
Владельцам частных домов в районах, не имеющих доступа к единой электросети России или же не включенных в ценовые зоны европейской части России и Урала с Сибирью (к примеру, Калининградская область и Дальний Восток), излишки электроэнергии разрешат продавать по тарифу, регулируемому Федеральной антимонопольной службой. Претендовать на гарантированный выкуп энергии смогут установки не мощнее 15 кВт.
Отраслевые аналитики не исключают, что владельцам ветряков и солнечных панелей в частных домах, возможно, могут предоставить налоговые льготы. Их доход от продажи лишней электроэнергии в размере до 150 тыс. руб. в год могут освободить от уплаты подоходного налога. Соответствующий вопрос рассматривается в правительстве.
Сделано в России
Для дальнейшего развития направлений солнечной энергетики в нашей стране в чувашском Новочебоксарске на заводе по производству солнечных модулей компании «Хевел» в 2017 году были запущены основные системы модернизированной технологической линии с увеличенной вдвое производственной мощностью. Хĕвел в переводе с чувашского языка означает «солнце». Этот завод является совместным предприятием «Реновы» и «РОСНАНО».
Теперь завод выпускает фотоэлектрические модули по новой технологии. Эта продукция не уступает лучшим мировым образцам. Ее КПД составляет 20%, что вдвое больше, чем у распространенных сегодня моделей. На предприятии считают, что такой уровень продукции позволит не только обеспечить потребности России, но и открывает возможность вывода производимой продукции на мировой рынок солнечных установок.
Однако даже самого лучшего предприятия по производству солнечных панелей в нашей стане недостаточно для развития целого направления. В этой связи рассматривается возможность строительства новых мощностей. В конце 2018 года была достигнута договорённость с австрийской компанией Green Source о строительстве в Ульяновской области предприятия по производству фотоэлектрических модулей для солнечных электростанций с использованием перспективной технологии.
На просторах горного Алтая
Наиболее развитыми регионами нашей страны в отрасли солнечной генерации являются Краснодарский край и Белгородская область, а также Горный Алтай. В Республике в 2014 году введена в строй Кош-Агачская СЭС (мощность 10 МВт), которая включает в себя более 20 тыс. панелей. Станция расположена в 65 км от границы с Монголией. Безоблачное небо здесь можно наблюдать в течение 300 дней в году. Кош-Агачская СЭС была одной из первых наиболее мощных, поскольку до нее российские гелиостанции были рассчитаны максимум на 2 МВт.
В 2015 году в Алтайском крае начала работу одна из крупнейших в Сибири СЭС Абаканская (мощность 5,2 МВт) — годовое производство электроэнергии составляет 6,5 млн кВт·ч. На станции установлены более 20 тыс. солнечных модулей, а ее площадь составляет 18 га. Эта станция более чем на 55% построена с использованием российского оборудования и комплектующих. В ходе реализации проекта компания «ЕвроСибЭнерго» организовала в городе Ангарске Иркутской области собственное инновационное производство по росту слитков мультикристаллического кремния — основного материала для производства солнечных модулей. Помимо этого также было открыто производство по сборке инверторов в городе Дивногорске Красноярского края.
На Алтае также расположены еще три крупных гелиостанции, это Усть-Канская мощностью 5 МВт, Онгудайская — 5 МВт и Майминская — 20 МВт. В 2019 году планируется ввести в строй алтайские СЭС-3 и СЭС-8 мощностью по 10 МВт каждая.
Под солнцем Крыма
Активные темпы строительства солнечных электростанций характерны для Крыма, где австрийская компания Activ Solar построила сразу несколько таких объектов. В 2011 году здесь введена в эксплуатацию СЭС «Перово». Ее мощность 105,56 МВт, которые вырабатываются с помощью 440 тыс. солнечных модулей кристаллического типа на площади 200 га, что сравнимо с площадью 259 футбольных полей. В том же году на территории полуострова была построена СЭС «Охотниково» (мощность 82,65 МВт). На площади в 160 га расположены 356 тыс. модулей.
В 2015 году австрийская компания построила в Крыму СЭС «Владиславовку» мощностью 110 МВт на территории 220 га земли. На сегодняшний день это самая большая солнечная электростанция в России.
Солнечные электростанции в Крыму представлены и менее мощными установками, такими как СЭС «Николаевка» с мощностью 69,7 МВт; СЭС «Родниковое» — 7,5 МВт; СЭС «Митяево» — 31,6 МВт.
Из Книги рекордов Гиннесса
В Якутии построено 19 СЭС мощностью 1,6 МВт, из которых 1 МВт приходится на крупнейшую солнечную электростанцию за полярным кругом, работающую в посёлке Батагай. Этот объект, введенный в эксплуатацию в 2015 году, внесен в Книгу рекордов Гиннесса в качестве самой северной СЭС в мире. Экономия от данного объекта в поселке составляет 300 т дизельного топлива, что равно пяти железнодорожным цистернам. Солнечная станция «Батагай» синхронизирована с существующей дизельной электростанцией. Энергия СЭС обеспечивается работой 3,4 тыс. мультикристаллических модулей китайской фирмы Suntech Power.
Управляет этими активами компания «Сахаэнерго». Опыт строительства и эксплуатации объекта будет применен при реализации масштабной программы по внедрению возобновляемых источников энергии на Дальнем Востоке. В Якутии планируется строительство 120 подобных станций.
Солнечные перспективы
Строительство электростанций сегодня ведется в республиках Башкортостан, Калмыкия, Бурятия, а также в Челябинской, Саратовской, Оренбургской и Омской областях и в Ставропольском крае. Таким образом, в общей системе энергетического комплекса страны гелиостанции постепенно наращивают свои объемы.
К 2020 году правительством запланировано строительство четырех крупных СЭС общей мощностью 2 ГВт. После этого доля солнечной энергии в балансе России увеличится до 1%.
В 2021 году планируется ввести 13 подобных объектов, каждый из которых будет выдавать 15 МВт. До 2022 года на развитие солнечной электроэнергетики будет выделено 8,5 млрд рублей.
Согласно данным Минэнерго России, к 2024 году планируется построить 57 СЭС. Таким образом, видно, что развитию солнечной электроэнергетики в России начинают уделять все больше внимания.