Renewables - Made in Germany - "Зелёная энергетика" - уже сегодня, но с расчётом на завтра - German Energy Solutions
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
renewables – Made in Germany «Зелёная энергетика» – уже сегодня, но с расчётом на завтра www.renewables-made-in-germany.com
Издатель: Немецкое энергетическое агентство Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) Regenerative Energien (Сектор возобновляемых видов энергии) Chausseestr. 128 a, 10115 Berlin, Germany Тел.: +49 (0) 30 726165-00 Факс: +49 (0) 30 726165-699 Эл. почта: renewables@dena.de Интернет: www.dena.de Подписано к печати: Oктября 2015 Печать: Silber Druck oHG Am Waldstrauch 1, 34266 Niestetal, Germany Разработка макета и вёрстка: design@in-fluenz.de Lavesstraße 20/21, 30159 Hannover, Germany Фото на 1-й странице обложки: iStock.com/JFsPic Все права защищены. Использование только с согласия Немецкого энер- гетического агентства («dena»). Все содержащиеся в брошюре сведения были подготовлены с макси- мальной тщательностью и добросовестно стью. Ручаться за актуаль- ность, правильность и полноту предоставленной информации dena не может. За ущерб материального или нематериального характера, прямо или косвенно причинённый вследствие использования или неиспользо- вания представленной в брошюре информации, dena ответственности не несёт, если только не будет доказано, что с его стороны имели место преднамеренность или грубая халатность. Официальный сайт в Интернете: www.renewables-made-in-germany.com 2
СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
Возобновляемые источники энергии в энергосистеме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Технологии возобновляемой энергии. Решение на долгие времена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Технологии возобновляемой энергии. Движущая сила энергетической безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Технологии возобновляемой энергии в контексте новой энергетической политики Германии . . . . . . . . . . . . . 14
Финансирование установок по производству возобновлямой энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
Развитие ветроэнергетики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Технологии использования энергии ветра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Солнечная энергия: фотогальванические установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Области применения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Перспективы развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
ГЕЛИОТЕПЛОТЕХНИКА
Технологии гелиотермальной энергетики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Области применения солнечного тепла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Области применения солнечной энергии для охлаждения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Гелиотермальные электростанции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Биоэнергия. Мобильность, производство тепла и электроэнергии
Биоэнергия. Мобильность, производство тепла и электроэнергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Твердая биомасса: Технологии и области применения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Электричество и тепло из биогаза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
ГИДРОЭНЕРГЕТИКА
Использование энергии воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Электроэнергия от малых ГЭС и энергия моря . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3
СОДЕРЖАНИЕ
ГЕОТЕРМИЯ
Глубинная геотермальная энергия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Поверхностная геотермальная энергия для отопления и охлаждения зданий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
АВТОНОМНАЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Использование возобновляемых источников энергии вдали от сетей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Технологии энерго- и водоснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Области применения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА ДЛЯ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗДАНИЙ
Электроснабжение домов с помощью возобновляемых источников энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Производство тепла и холода в энергосберегающем доме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4
ВВЕДЕНИЕ
Введение
Промышленность, бизнес, населенные пункты и частные поддерживается различными программами немецкого феде-
домохозяйства все больше нуждаются в надежных, эконо- рального правительства, о которых кратко рассказывается в
мичных и экологически безопасных источниках энергии, разделе «Финансирование». Далее в брошюре представлено
способных удовлетворить их потребности в электричестве, описание отдельных видов возобновляемой энергии, рассма-
тепле, холоде и мобильности. Возобновляемые источники триваются возможности их использования и разъясняются
энергии могут внести существенный вклад в удовлетворение принципы их интеграции в общую энергосистему.
этих потребностей.
Виды возобновляемых источников
В отличие от ископаемых энергоносителей, возобновляемые энергии
источники энергии базируются на неистощимых ресурсах. Энергия ветра используется во многих регионах Земли уже
Для использования природных потенциалов по всему миру несколько веков, а за последние десятилетия она стала
доступны различные технологии. С помощью технологий важной составляющей постоянного энергоснабжения.
аккумулирования и передачи по сетям энергию из возобнов- Большинство построенных по всему миру ветроэнергетиче-
ляемых источников можно накапливать и транспортировать ских установок расположены на суше и подключены к
на большие расстояния к центрам потребления для ее после- коммунальным электросетям. Как правило, несколько
дующего распределения и оптимизированного расхода. ветрогенераторов объединяются в один ветропарк и отдают
произведенную энергию в распределительную сеть. Для
Во всем мире заслуженной репутацией пользуются техноло- энергоснабжения населенных пунктов, расположенных
гии возобновляемой энергии, продукты и услуги со знаком далеко от коммунальных электросетей, напротив, лучше
«сделано в Германии». Они — прямое воплощение качества, подходят одиночные установки.
надежности, долговечности, эффективности и безопасности.
В Европе и Восточной Азии усиленно ведутся работы по
Представленные в настоящей брошюре технологии позволят строительству морских ветроэнергетических установок, так
вам оценить возможности перехода на регенеративное как средняя скорость и постоянство ветров на море выше,
энергоснабжение. Импорт немецких продуктов и услуг чем на суше. Выработка энергии на море на 40 процентов
juwi
5
ВВЕДЕНИЕ
тросетей, например на горных разработках. ФГ-установки
могут обеспечивать постоянное электроснабжение ороси-
тельной техники и устройств подачи питьевой воды. Кроме
того, с помощью этих технологий можно опреснять и дезин-
фицировать воду. Подключенные к сети установки могут
быть оптимально интегрированы в крыши и фасады зданий с
учетом всех архитектурных особенностей. Крупные уста-
новки мощностью несколько мегаватт строятся, как пра-
вило, отдельно на свободных площадках.
Техническое использование солнечного тепла (гелиотер-
мальной энергии) — это развитое и проверенное десятилети-
ями направление. Гелиотермальные установки могут приме-
няться даже в областях с пониженным уровнем солнечного
излучения. Они подходят для нагрева питьевой воды и под-
держки систем отопления. Солнечная установка позволяет
Solarwatt AG
пользователю быть менее зависимым от ископаемого
топлива и роста цен на электроэнергию. Сегодня небольшие
выше, чем у наземных установок. К 2030 году до 15% энер- солнечные установки во многих местах стали стандартным
гопотребностей Германии будет покрываться за счет мор- компонентом отопительных систем и мелкосерийных произ-
ских ветрогенераторов. Глобальный совет по ветроэнерге- водств. Большой потенциал заключен в аккумулировании
тике (GWEC) прогнозирует, что к 2020 году до 12% всей солнечного тепла летом на зиму и в распределении горячей
электроэнергии в мире будет вырабатываться за счет ветро- воды через ближайшие теплосети. Крупные гелиотермаль-
генераторов. В странах с дефицитом свободных площадей,
таких, как Германия, большой потенциал видится в замене
устаревших маломощных наземных ветрогенераторов
новыми, более мощными. Это позволит достичь той же уста-
новленной мощности при меньшем количестве установок.
Солнце за один час посылает на Землю больше энергии, чем
ее потребляется во всем мире за год. Эту энергию можно
использовать самым разным образом. Фотогальванические
(ФГ) установки преобразуют солнечный свет непосред-
ственно в электрический ток. Они позволяют получать и
использовать ток независимо от наличия электросетей,
например с помощью системы Solar Home Systems (SHS).
Однако ФГ-установки можно применять и для строительства
удаленных островных (то есть автономных) систем. Такие
мини-сети могут снабжать электроэнергией как отдельные
здания, так и несколько небольших населенных пунктов.
Для обеспечения электропитания в периоды недостаточного
солнечного излучения в мини-сети интегрируются накопи-
тели энергии (например, аккумуляторные батареи). Исполь-
зование гибридных систем — комбинации различных возоб-
новляемых источников энергии (например, ФГ-установок с
ветрогенераторами или гидроэнергетическими установками)
или электрических генераторов с приводом от двигателей,
работающих на дизельном или биотопливе, — удобное реше-
ние для электроснабжения небольших населенных пунктов и
Novatec Solar GmbH
промышленных установок, расположенных вдали от элек-
6
ВВЕДЕНИЕ
EnviTec Biogas AG
ные установки могут использоваться также для поддержки 2020 году установленная мощность всех гелиотермальных
сетей центрального отопления. Многообещающее примене- электростанций мира утроится с 4 до 12 ГВт.
ние гелиотермальной энергии — солнечные охладительные
установки. Особый интерес они могут представлять в стра- Биоэнергия — важный и разносторонне применяемый вид
нах с высокой потребностью в кондиционировании воздуха. энергии из возобновляемых источников. Биологические
энергоносители в твердом, жидком или газообразном виде
Гелиотермальные электростанции, работающие на кон- используются для выработки электроэнергии и тепла, а
центрированной солнечной энергии (Concentrated Solar также для производства биотоплива. Большое преимущество
Power — CSP), особенно подходят для солнечного пояса биоэнергии — возможность ее накопления. Традиционно для
нашей планеты, так как интенсивность прямого солнечного обогрева и приготовления пищи используется твердая био-
излучения, необходимого для работы CSP-установок, здесь масса в виде сжигаемой древесины. В промышленности
максимальна. Солнечный пояс простирается приблизительно биомасса применяется для производства тепла и электроэ-
между 40-м градусом северной и 40-м градусом южной нергии. На отопление жилых помещений в большом количе-
широты — то есть примерно между южной частью Испании стве идут древесные гранулы. Установки, работающие на
и Южной Африкой. В настоящее время строительство биомассе, требуют лишь немного больше площади, чем
гелиотермальных установок для электроснабжения наблюда- топки на мазуте. Кроме того, биомассу можно газифициро-
ется по всему миру. На сегодня суммарная мощность дей- вать в ходе термохимического процесса. Образующийся при
ствующих гелиотермальных электростанций составляет этом синтез-газ находит свое применение главным образом в
2,5 ГВт, установки еще на 1,5 ГВт находятся в стадии строи- теплоэлектроцентралях. ТЭЦ-установки хорошо подходят
тельства. Гелиотермальные электростанции мощностью от для размещения вдали от электросетей и предназначены, в
5 МВт используются в самых разных областях для энерго- частности, для использования в доме. Биогаз можно полу-
снабжения как отдельных населенных пунктов, так и удален- чать из различных ресурсов: из органических составляющих
ных центров энергопотребления. Благодаря использованию мусора (свалочный газ), из коммунальных сточных вод
технологий аккумулирования энергии этих установок доста- (канализационный газ), из органических отходов промыш-
точно для покрытия основной нагрузки. Согласно прогнозу ленности, домохозяйств и мелких предприятий, а также из
Международного энергетического агентства (IEA), к специально выращиваемых растений и отходов сельского
7
ВВЕДЕНИЕ
NaturEnergie AG H. Anger‘s Söhne Bohr- und Brunnenbaugesellschaft mbH
хозяйства. Образующийся при производстве биогаза био- Особенно в регионах с благоприятными геологическими
шлам можно использовать как высококачественное удобре- условиями (например, в местах с вулканической активно-
ние в сельском хозяйстве или же продавать его как побоч- стью, температурой > 200 °C) тепло Земли образует надеж-
ный продукт для увеличения добавленной стоимости. Все ную основу для экологичного и малозатратного получения
большую значимость приобретает очистка биогаза до каче- энергии и может внести важный вклад в покрытие основной
ства природного газа. Полученный таким образом биометан нагрузки. При выработке тепла главный принцип так назы-
можно подавать в существующие сети природного газа. ваемой глубинной геотермии прост: чтобы извлечь тепло из
Кроме того, биогаз используется в качестве топлива для грунта, требуется жидкость для переноса этого тепла. Это
транспортных средств. средство транспортировки находится либо в парообразном
состоянии, либо сразу в виде горячей воды под землей —
Гидроэнергия относится к числу самых долго используе- тогда вода направляется к поверхности, остывает и, как
мых людьми видов возобновляемой энергии — ее применяли правило, снова направляется под землю, либо жидкость
еще в доиндустриальную эпоху для работы мельничного, сначала закачивается на глубину, нагревается и снова
лесопильного, бумагоделательного и кузнечного оборудова- отправляется наверх. Полученное тепло можно подать в
ния. Сегодня энергия воды идет почти исключительно на близлежащие и удаленные сети центрального отопления или
получение электроэнергии. В настоящее время за счет непосредственно в систему отопления зданий, или к другому
гидроэнергии вырабатывается около 16 процентов всей потребителю тепла. При наличии близких к поверхности
электроэнергии в мире. Небольшие гидроустановки явля- источников геотермальной энергии тепло Земли можно
ются особенно экологичными, потому что они лучше инте- извлекать с помощью тепловых насосов с глубины до
грируются в существующие экосистемы, чем крупные 150 метров. В качестве источников тепла для тепловых
станции. Оценки исходят из того, что до сих пор использу- насосов могут выступать грунт, водяные призмы или даже
ется только примерно четверть экономического потенциала. окружающий воздух. Близкие к поверхности источники
Большой потенциал кроется в модернизации существующих геотермальной энергии используются прежде всего для
установок. При использовании гидроэнергии следует прежде отопления и для охлаждения зданий.
всего помнить об охране природы и водоохране (например,
строить рыбопропускные сооружения). Возможности применения
Как уже говорилось, возобновляемые источники энергии
Геотермальная энергия — это источник возобновляемой можно использовать для производства электроэнергии и
энергии, который доступен всегда, независимо от погоды и тепла. Наряду с этим они применяются в сфере транспорта.
сезонных климатических изменений. Использование тепла Если при генерации тока с помощью ветра и солнца выра-
Земли очень привлекательно для выработки электроэнергии. ботка электроэнергии зависит от метеоусловий, то биоэнер-
8
ВВЕДЕНИЕ
гия, гидроэнергия и геотермальная энергия доступна практи- Возобновляемые источники энергии не одинаково экономи-
чески постоянно, ее можно накапливать и регулировать, чески эффективны в разных странах. Например, наилучшие
правда гидроэнергия сильно зависит от количества осадков и условия для использования солнечной энергии имеются в
здесь могут возникать колебания. Сочетание всех техноло- так называемом солнечном поясе Земли. Технический потен-
гий позволяет организовать постоянное и надежное энерго- циал энергии ветра, в свою очередь, зависит от средней
снабжение в соответствии с имеющимися потребностями. скорости ветра. Над сушей континентов эта скорость, как
правило, значительно ниже, чем над океанами. Однако
Благодаря чрезвычайно широкому диапазону мощностей — практически в любой стране можно найти места, подходя-
от нескольких ватт до сотен мегаватт — возобновляемые щие для использования возобновляемых источников энергии
источники энергии можно приспособить к любому типу того или иного вида.
энергоснабжения. В тесной взаимосвязи с современными
энерготехнологиями они могут внести существенный вклад в Выбор подходящих технологий зависит от местных условий,
обеспечение энергобезопасности, даже в современном инду- а также соответствующих требований к виду энергии и
стриальном обществе. объему ее выработки. Сюда относятся, помимо прочего:
Условия на месте Требования пользователя
Природные потенциалы (например, солнечное излучение, Виды энергии: ток, тепло/холод, мобильность
скорость ветра, наличие биомассы)
Политика поддержки (например, государственные инвести- Пиковое потребление
ционные субсидии для повышения экономической эффек-
тивности проектов)
Инфраструктура (например, возможности подключения к Мощность/годовая выработка
сетям)
Финансовые средства для начальных инвестиций (собствен- Колебания потребности в энергии в течение суток и в тече-
ный или заемный капитал) ние года
SunEnergy Europe GmbH
9
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
Возобновляемые источники энергии в энергосистеме
Использование возобновляемых источников энергии для С ростом доли возобновляемых источников энергии в элек-
выработки тока и тепла снижает выбросы парникового газа троснабжении повышается также значение гибкости, кото-
CO2 и зависимость от импортного сырья. Для интеграции в рую можно обеспечить за счет аккумулирующих емкостей и
сеть больших и постоянно меняющихся количеств электроэ- управления нагрузкой. Важные задачи систем аккумулиро-
нергии, вырабатываемой солнечными установками и ветро- вания: выравнивание временных колебаний производства и
генераторами, необходимы значительные изменения всей спроса, предоставление системных услуг, таких как замеще-
цепочки создания добавленной стоимости — производства, ние играющих все меньшую роль обычных электростанций,
передачи, распределения, аккумулирования и потребления а также, в перспективе, принятие избытка энергии из возоб-
электроэнергии. новляемых источников и преодоление периодов затишья
регенеративного производства. Существуют различные
Сферы, в которых в Германии применяются или испытыва- технологии аккумулирования энергии (см. рисунок слева).
ются инновационные технологии аккумулирования электро-
энергии и ее передачи по сетям: Способы аккумулирования
¡¡ модернизация передающих и распределительных электрической энергии
сетей для сбора на территориях производимой децентра- В настоящее время насосно-аккумулирующие электро-
лизованно электроэнергии и ее передачи из основных станции, имеющие КПД до 80% — единственный имею-
мест выработки к центрам потребления; щийся в распоряжении в промышленных масштабах и на
¡¡ обеспечение совместимого с центральными сетями и обозримое время самый экономичный вариант накопителя
надежного режима работы децентрализованных энер- электроэнергии для компенсации суточных и часовых скач-
гетических установок для обеспечения стабильного и ков потребления (см. раздел «Гидроэнергия»).
надежного питания от сети;
¡¡ разработка, эксплуатация и оптимизация аккумулиру- Пневмо-аккумуляторные электростанции используют
ющих систем, служащих для компенсации колебаний лишнюю энергию, например, из изменчивых возобновляе-
нагрузки, предоставления регулирующей энергии и дру- мых источников энергии, для сжатия воздуха, который
гих системных услуг, предотвращения аварийных наруше- сохраняется в подземных пустотах. Затем, по мере необхо-
ний энергоснабжения, гарантированного поддержания димости, этот воздух подается в газовые турбины для выра-
мощности, а также для принятия периодически возникаю- ботки электроэнергии.
щих избытков энергии из возобновляемых источников и
для компенсации продолжительных периодов безветрия. Вот уже несколько десятилетий для электроснабжения
используются обычные батарейные системы. С ростом доли
В области передающих сетей в Европе поставлена цель возобновляемых источников энергии развились две новые
заметно увеличить их пропускную способность и соединить области применения электрохимических накопителей.
удаленные участки друг с другом. Это должно дать мощный Во-первых, это так называемые «домашние аккумуляторы»,
толчок развитию возобновляемых источников энергии и накапливающие электроэнергию, выработанную самостоя-
аккумулирующих емкостей. Наряду с расширением сетей тельно на солнечных установках, и обеспечивающие при
путем строительства новых линий электропередач и внедре- необходимости собственное энергоснабжение. Во-вторых,
нием новых технологий управления оптимизировать распре- все большее значение приобретают мощные аккумулятор-
деление нагрузки в передающих сетях можно за счет луч- ные батареи в мульти-мегаваттном диапазоне. Они обеспечи-
шего управления реактивной мощностью. Это достигается с вают системные услуги, например стабилизацию частоты и
помощью современной управляющей электроники, например напряжения или запуск из полностью обесточенного состоя-
Flexible AC Transmission Systems (FACTS). ния в течение меньшего количества миллисекунд, гаранти-
руя таким образом стабильность сети и надежность электро-
На уровне распределительных сетей необходимость их снабжения.
расширения при большой установленной генерирующей
мощности (например, фотогальванических установок) Идея технологии Power to Gas заключается в преобразова-
можно уменьшить путем применения управляемых транс- нии возобновляемой электроэнергии в водород или метан.
форматорных станций в местных сетях, регуляторов напря- Газ можно передавать в газовую инфраструктуру, накапли-
жения и целенаправленного широкодиапазонного регулиро- вать и использовать затем в различных областях деятельно-
вания потребления реактивной мощности.
10ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
сти (средства передвижения, промышленность, теплоснабже- Виртуальная электростанция — это объединение децен-
ние, производство электроэнергии). Таким образом, Power to трализованных производителей энергии из возобновляемых
Gas — это системное решение для интеграции возобновляе- источников, например теплоэлектроцентралей, установок на
мых источников энергии в энергосистему. Кроме того, биогазе, ветрогенераторов, солнечных и гидроэлектростан-
система Power to Gas в качестве накопителя энергии может ций для общего сбыта электроэнергии и для принятия на
использоваться для компенсации колебаний в производстве себя ответственности за сеть, например, для предоставления
электроэнергии. регулирующей энергии. Доступ ко всем управляемым уста-
новкам, входящим в виртуальную электростанцию, осущест-
Наряду с этим колебания производства можно компенсиро- вляется через центральную диспетчерскую.
вать путем управления нагрузкой. В промышленности с
помощью имеющейся измерительной и управляющей тех- Интеграция сетей с помощью виртуальных
ники в сочетании с устройствами автоматизации и управле- электростанций
ния технологическими процессами можно путем сравни-
тельно небольших затрат сделать нагрузки регулируемыми,
что позволит оперативно реагировать на изменения на рынке
электроэнергии. В частных домовладениях этого можно Энергия ветра
достичь благодаря использованию интеллектуального счет- Фотогальваническая
установка
чика Smart Meter в сочетании с техникой автоматизации Центральное
управление
здания и управляемыми устройствами.
Электромобили
В Германии возможности использования современных
информационных и коммуникативных технологий испыты- Потребители энергии
ваются в настоящее время в самых различных исследова-
...
Накопление Теплофикацион-ная
тельских и модельных проектах для интеллектуальных
энергии установка
Выработка тепла Электрический Энергосеть
систем управления электросетями. В этой динамичной среде
по заданному времени водонагреватель
немецкие предприятия будут и в дальнейшем предлагать
инновационные решения в области накопительных и сетевых Способы аккумулирования тепла
технологий, разрабатывая экономически эффективные Аккумуляторы явной теплоты — широко распространен-
решения для регенеративного энергоснабжения. ный тип накопителей. В этих теплоаккумуляторах накопле-
ние и отдача тепла осуществляется за счет изменения темпе-
Резервуары для хранения газа ратуры аккумулирующей среды. В зависимости от
последней такие накопители делятся на устройства с твердой
(например, бетон, грунт) и жидкой (например, вода) аккуму-
лирующей средой.
В аккумуляторах скрытой теплоты происходит фазовое
преобразование аккумулирующей среды. По техническим
условиям объема и давления в большинстве случаев исполь-
зуется фазовый переход из твердого состояния в жидкое и
обратно, но в принципе возможно и преобразование жидко-
сти в газ. Преимущество такой техники аккумулирования —
практически постоянный уровень температуры при загрузке,
хранении и выгрузке тепловой энергии.
Термохимические аккумуляторы накапливают тепловую
энергию посредством обратимых химических процессов. Их
преимущество — в намного более высокой энергетической
плотности по сравнению с аккумуляторами скрытой и явной
теплоты, а также в отсутствии потерь тепла при его дли-
KBB Underground Technologies
тельном хранении.
11ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
Технологии возобновляемой энергии –
Решение на долгие времена
Преимущества: имея целью надежное и эффективное энергоснабжение, использование возобновляемых источников
энергии отвечает множеству требований.
Доступность на местах ¡¡ Домашние ресурсы, которые в том или ином виде имеются в наличии повсюду в мире.
Постоянное производ- ¡¡ По меркам человеческой жизни энергоресурсы неистощимы (солнечное излучение, энергия
ство энергии ветра, гидроэнергия, геотермальная энергия) или возобновляемы (биоэнергия), а также подда-
ются накоплению.
Безопасность ¡¡ Относительно безопасное производство и использование энергии, утилизация отходов или их
оборот в замкнутом цикле.
Ценовая стабильность ¡¡ Содействие независимости от волатильности рынков ископаемых источников энергии, долго-
временная стабильная стоимость энергии.
Экономичность ¡¡ В зависимости от местонахождения экономически эффективное использование уже сегодня
возможно без дополнительного стимулирования, если начальные инвестиции могут быть ком-
пенсированы относительно низкими дополнительными затратами (необходим анализ жизнен-
ного цикла).
¡¡ В отдаленных областях это часто самый приемлемый по цене способ выработки энергии.
Охрана окружающей ¡¡ Бережное обращение с природными ресурсами за счет сокращения использования ископае-
среды мых видов сырья, минимальное вмешательство в естественный ландшафт (экологичное
использование площадей) и малое количество антропогенных выбросов в окружающий воз-
дух (окисление и эвтрофикация).
Защита климата ¡¡ Практически полное отсутствие эмиссий, что отвечает международным усилиям по защите
климата.
Защита здоровья ¡¡ Сохранение здоровья людей благодаря минимальным вредным эмиссиям (шум, а также вред-
людей ные вещества в воздухе, воде и почве).
Создание добавлен- ¡¡ Создание рабочих мест в постоянно растущих отраслях.
ной стоимости на ¡¡ Содействие экономическому развитию сельских регионов путем децентрализованного произ-
местах водства и сбыта.
¡¡ Поддержка позитивного экономического развития за счет внедрения технических инноваций.
Независимость от ¡¡ Постоянное надежное энергоснабжение далеко в стороне от коммунальных электросетей (в
подключения к сети сочетании с аккумулированием энергии).
Затраты на энергоснабжение сегодня влияют на потоки инвестиций, например при строи-
Нынешние рыночные цены на ископаемые энергоносители и тельстве новых электростанций. Свою роль играют и новые
атомную энергию отражают лишь часть фактических масштабы рисков для предприятий, касающиеся изменений
затрат, которые вынуждено нести общество. Если бы учи- климата. К этому добавляется то, что вредные вещества,
тывались внешние издержки на нанесение вреда окружаю- возникающие при сжигании ископаемого топлива, являются
щей среде и на политические конфликты, возобновляемые главной причиной смога и кислотных дождей. Согласно
источники энергии оказались бы конкурентоспособными с заказанному Европейской комиссией исследованию, эконо-
традиционными, а во многих случаях были бы даже дешевле. мические издержки и дополнительные затраты при исполь-
Использование ископаемого топлива ведет к экономическим зовании нефти и угля для производства электроэнергии
потерям, особенно из-за изменений климата и загрязнения составляют для населения Германии 0,05–0,08 евро/кВч и
атмосферы — это становится все более важным экономиче- 0,03–0,06 евро/кВч соответственно. Возобновляемые источ-
ским фактором и оказывает все большее влияние на эконо- ники энергии позволяют удовлетворить мировые потребно-
мические и политические решения. Так, размеры платы за сти в энергии экологически безопасными и долговремен-
выбросы CO2, утвержденные в Киотском протоколе, уже ными способами.
12ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
Технологии возобновляемой энергии –
Движущая сила энергетической безопасности
варьируется между странами ЕС, а также во всем мире.
Дания — единственный нетто-экспортер энергии в ЕС, тогда
как Мальта зависит от импорта почти на 100%. Это ведет к
высокому трансферту капитала, сильной зависимости, а
также к политической и региональной неопределенности.
Важнейшими поставщиками сырой нефти и природного газа
для Евросоюза являются Россия (37% импорта сырой нефти
и 38% импорта природного газа) и Норвегия (соответственно
10% и 35%).
Зависимость ЕС-28 от импорта энергоносителей
в 2014 году
juwi
Актуальный вызов: запросы растут,
резервы сокращаются
Сегодня во всем мире наблюдается резкое увеличение спроса
на ископаемое топливо. Это во многом объясняется мощным
экономическим ростом в странах Азии. Между тем, запасы
сокращаются, а остающиеся месторождения ограничены
несколькими регионами. Как следствие, растет политическая
конфронтация и число военных конфликтов, что создает
высокий экономический риск для всех народов и их разви-
тия, так как они в большой степени зависят от этих посто-
янно дорожающих видов сырья.
Рудные ископаемые и ядерное сырье
Хотя в научных кругах идут многочисленные дискуссии о
том, когда будет пройден пик мировой добычи нефти, нет Создание добавленной стоимости на
никакого сомнения в том, что это произойдет в ближайшем месте посредством возобновляемых
будущем. Согласно основным принципам экономики, в связи источников энергии
с растущим спросом, особенно в бурно развивающихся Энергия ветра, солнца, Земли и биомассы по всему миру
странах, таких как Китай, Индия и Бразилия, нефть будет доступна на месте и может внести решающий вклад в энер-
дорожать существенно и постоянно. Финансовые спекуля- гетическую безопасность и предотвращение конфликтов.
ции, военные конфликты, например, на Ближнем Востоке, и Кроме того, технологии возобновляемой энергии дают
стихийные бедствия, происходящие вследствие климатиче- возможность 1,6 млрд человек, не имеющим доступа к
ских изменений, будут все больше способствовать неустой- современному электроснабжению, и энергодефицитным
чивости цен на нефть. Ископаемого топлива не только развивающимся странам организовать постоянное децентра-
становится меньше, но еще и сужается круг регионов, в лизованное энергоснабжение с созданием добавленной
которых остаются его запасы. Так, 74% всех нефтяных стоимости на месте — без дорогих электросетей и зависимо-
месторождений и 71% всех газовых запасов сосредоточены сти от импорта. Здесь применение автаркических систем
на Среднем Востоке и в районе Каспийского моря. (децентрализованных систем энергоснабжения) особенно
оправдано. Чтобы обеспечить надежное и доступное энерго-
Растущая зависимость от импорта снабжение, можно использовать гибридные системы с
Из-за регионального распределения ресурсов многие страны различными источниками энергии в комбинации. Например,
обречены на импорт энергоносителей. Например, Германия в очень эффективно сочетание генераторов, работающих на
2014 году зависела от импорта энергоносителей более чем энергии ветра, солнечных и гидравлических станций с двига-
на 60%. Для Европейского Союза в целом (ЕС-28) этот телями внутреннего сгорания.
показатель составляет 53,4%. Энергозависимость сильно
13ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
Технологии возобновляемой энергии
в контексте новой энергетической политики Германии
Внедрение возобновляемых источников ной из таких источников. К концу 2012 года на 1,3 млн
энергии по всей стране: как Германия установок, отвечающих требованиям EEG, было выработано
реагирует на вызовы? и поставлено в электросети Германии свыше 118 000 гига-
В контексте новой энергетической политики, заключаю- ватт-часов электроэнергии.
щейся, прежде всего, в повсеместном внедрении возобновля-
емых источников энергии и их интеграции в энергосистему, Также в секторе тепловой энергии немецкий Закон о возоб-
экономисты, политики и потребители всего мира смотрят на новляемых источниках тепловой энергии (EEWärmeG) и
Германию. Проводя такую политику, немецкое федеральное Программа поощрения рынка (MAP) — важные исходные
правительство ставит своей целью превратить страну в одну пункты для удвоения производства тепла из возобновляемых
из самых энергоэффективных и экологичных экономик источников энергии до 14% к 2020 году. В сфере жилищ-
мира. При этом должны быть гарантированы конкурентные ного строительства EEWärmeG предусматривает применение
цены на энергию, высокий уровень благосостояния и надеж- застройщиками возобновляемых источников энергии для
ность энергоснабжения. Это ставит пятую по величине предоставления тепла на паевых началах, определенные
экономику мира перед большими вызовами. Все страны компенсирующие меры, например осуществление дополни-
могут извлечь пользу из опыта Германии. тельных мероприятий по теплоизоляции или получение
тепла от ТЭЦ и сети центрального отопления. Программа
поощрения рынка (MAP) содействует технологиям на рынке
тепла преимущественно в части оборудования зданий, напри-
мер, гелиотермальными установками, отопительными кот-
лами, работающими на древесных гранулах, и эффектив-
ными тепловыми насосами. Содействие на федеральном
уровне дополняется многочисленными мероприятиями на
местах — в землях и коммунах. Использование биотоплива
стимулируется в Германии в рамках Закона о квотах на
биотопливо (BiokraftQuG). Этот закон с 2007 года устанав-
ливает минимальную долю биодобавок в жидком топливе.
Deutscher Bundestag/Lichblick/Achim Melde
Принятый в 2009 году Закон о развитии линий электропере-
дач (EnLAG) должен ускорить дальнейшее развитие немец-
Благодаря своевременному политическому содействию ких передающих сетей, чтобы гарантировать передачу даже
сегодня возобновляемые источники энергии в Германии с сильно меняющихся потоков энергии из децентрализованных
показателями 12,3% конечного потребления энергии и 23,4% возобновляемых источников к центрам интенсивного потре-
брутто-производства электроэнергии становятся важнейшей бления.
частью общей энергосистемы. Немецкое федеральное прави-
тельство намерено развивать эту тенденцию. Только в Вызовы в энергетической политике с
энергетической отрасли доля возобновляемых источников 2014 года
энергии должна возрасти к 2025 году до 40–45%, а к Массовое внедрение возобновляемых источников энергии, в
2035 году — до 55–60%. частности, солнечной и ветровой, заставляет политиков и
энергетиков искать интеллектуальные решения по интегра-
Развитие по плану: ции в энергосистему энергии, вырабатываемой из возобнов-
рост использования возобновляемых ляемых источников часто в зависимости от сезона и погоды,
источников энергии до 2013 года расширять инфраструктуру передающих и распределитель-
Рост использования возобновляемых источников энергии в ных сетей, улучшать координацию с европейскими соседями
Германии основывается на действующем с 1 апреля и справедливо распределять издержки новой энергетической
2000 года Законе о возобновляемых источниках энергии политики.
(EEG). Цель этого закона — способствовать выходу на
рынок возобновляемых источников энергии путем фиксиро- Благодаря EEG-реформе в 2014 году улучшится управление
ванных выплат ее производителям, а также гарантирован- целями развития, а затраты на него будут снижаться и
ного и первоочередного выкупа электроэнергии, произведен- распределяться более справедливо. Возобновляемые источ-
14ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
ники энергии должны усиленно продвигаться на рынок операторов железных дорог возможность по ходатайству
путем обязательной прямой продажи энергии. Цель феде- освобождаться от отчислений за возобновляемую энергию.
рального правительства, кроме прочего, заключается в том,
чтобы немецкая энергоемкая промышленность и дальше Долгосрочные перспективы
оставалась конкурентоспособной и не страдала от растущих Приняв на вооружение новую энергетическую политику,
тарифов на электроэнергию. Создание добавленной стоимо- Германия встала на путь, привлекающий международное
сти и рабочие места должны быть гарантированы — вызов, внимание. В 2050 году страна должна располагать энергоси-
который немецкое правительство пытается осилить в интен- стемой, которая будет дружественной к климату, надежной
сивном взаимодействии с промышленностью. При распреде- и экономичной. Принципиально новая, долговечная энерго-
лении издержек новой энергетической политики нужно система, почти не производящая выбросов CO2, внесет
учитывать интересы множества заинтересованных сторон, заметный вклад в международную защиту климата — при
например предприятий энергоснабжения, операторов сетей, этом без использования атомной энергии, связанной с
поставщиков энергии и инвесторов, а также множества риском для человека и окружающей среды.
потребителей энергии, включая частных конечных потреби-
телей. Таким образом, к примеру, энергоемкие отрасли Кроме того, федеральное правительство рассчитывает на то,
промышленности с числом занятых около 830 000 человек что новая энергетическая политика будет способствовать
становятся основой для успехов или неудач множества долгосрочному укреплению немецкой экономики. Благодаря
следующих отраслей. Отрасль возобновляемой энергетики, применению собственных инновационных, эффективных
обеспечивая работой 371 000 человек, и сама является технологий, машин и продуктов, немецкая промышленность
значительным экономическим фактором. Поэтому через так уже сегодня занимает сильные конкурентные позиции.
называемое «Особое положение о выравнивании» в Законе о Успех новой энергетической политики еще больше укрепит
возобновляемых источниках энергии (EEG) политики ее положение.
создали для энергоемких производственных предприятий и
Solarpromotion GmbH
15ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
Финансирование установок по производству
возобновлямой энергии
Строительство установок по использованию возобновляемой средственно связано со спецификой проекта и, таким образом,
энергии связано с начальными инвестициями, для которых с ожидаемым ежегодным доходом. Многочисленные нацио-
имеются различные формы финансирования. Выбор подходя- нальные и международные банки предлагают свои услуги в
щей программы финансирования зависит от различных фак- этой области. Из-за трудоемкости и дороговизны подготови-
торов, в том числе от типа установки, ее проектной мощно- тельных работ проектное финансирование имеет смысл,
сти, а также, в некоторых случаях, от транспортных условий прежде всего, для проектов начиная с объема капиталовложе-
в месте приложения инвестиций. Как правило, финансирова- ний примерно 10 млн евро.
ние осуществляется за счет заемного капитала, собственного
капитала и государственных субсидий. Предсказуемый финан- Финансирование экспорта
совый поток, из которого обслуживаются обязательства В рамках так называемого финансирования экспорта хол-
соответствующего проекта, может обеспечиваться, например, динг-банки предоставляют многолетний кредит покупателю
за счет гарантированного государством «зеленого тарифа» товара (заказчику), причем экспортер получает свою покуп-
или дохода от выигранного тендера. Финансовой поддержки ную цену из кредита, предоставляемого заказчиком, непосред-
можно добиться также через субсидирование инвестиций ственно после надлежащей поставки и предоставления соот-
организациями-спонсорами или коммунами, через налоговые ветствующих услуг. Как правило, условием для предоста-
льготы или путем продажи так называемых сертификатов вления кредита является покрытие, предоставляемое немец-
зеленого тока. Если в месте размещения объекта не предлага- кой государственной компанией страхования экспортных
ется государственная поддержка, для рефинансирования кредитов Euler Hermes Deutschland AG (так называемое
кредита можно использовать финансовую экономию при страхование по линии Гермес). Оно покрывает примерно 85%
покупке энергии (собственное потребление) или доходы от экономических и 95% политических рисков. Подробные
прямой продажи произведенной регенеративной энергии. сведения о страховании по линии Гермес смотрите в разделе
«Преимущества при импорте немецких товаров и услуг».
Крупные проекты
Крупные проекты, такие как строительство и эксплуатация Содействие инвестициям
ветропарка, часто развиваются в рамках так называемого В Германии и во всем мире при предоставлении кредитной
проектного финансирования. Для этого различные действую- линии для проектов с возобновляемыми источниками энергии
щие стороны (производственные консорциумы, производители, центральную роль играет государственная банковская группа
поставщики, и т.д.) объединяются в целевую компанию и KfW. В 2014 году в рамках финансового сотрудничества с
основывают собственную фирму, так называемую компанию развивающимися странами на такие проекты было предо-
специального назначения Special-Purpose-Vehicle (SPV). Сто- ставлено 3,3 миллиарды евро (64% всех кредитов в энергетиче-
роны вкладывают в SPV долю собственного капитала; после ской сфере). Банк развития KfW — крупнейший в мире банк
комплексной юридической оценки (due diligence) осуществля- по финансированию проектов с возобновляемыми источниками
ется привлечение заемного капитала через банки. Акционеры энергии в развивающихся странах.
компании, проектирующей установки по производству возоб-
новляемой энергии, ожидают хорошего дохода от своих инве- Другие важные кредиторы при реализации проектов вне
стиций. Частные акционерные компании во всем мире, такие ОЭСР — это, например, национальные агентства по развитию,
как пенсионные и экологические фонды, инвестируют в сол- Глобальный экологический фонд (GEF), Международный банк
нечные и ветряные парки именно с этой целью. Проекты реконструкции и развития, а также региональные банки разви-
стратегических инвесторов авансируются большей частью из тия. Кроме того, наряду с обычными инструментами финанси-
активов соответствующих участников. Поставщики энергии, рования двусторонние и многосторонние кредиторы предостав-
производители ветряных турбин и солнечных модулей и даже, ляют кредиты в форме так называемой передачи кредита
например, продуктовые сети — важные игроки в этом сег- (onlending). В этом случае кредит международной организации
менте. В Германии довольно распространены также так назы- предоставляется местным банкам в странах, соответствующих
ваемые гражданские парки, в которых объединяются частные установленным критериям. При определенных условиях мест-
вкладчики капитала, чтобы осуществлять проект. ные банки имеют право передавать эти кредиты дальше. Таким
образом, импортер может зачастую получать поддержку на
Получение кредита хороших условиях (например, на более долгий срок).
При финансировании крупных проектов в секторе возобнов-
ляемых источников энергии предоставление кредита непо-
16ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ
Финансирование в рамках системы совместного принятия вследствие этого предприятие остается ликвидным. Лизинг —
решений и совместного осуществления природоохранной это уверенность в планировании и прозрачность издержек.
деятельности (CDM/JI) Доходы можно получать от продажи произведенной энергии.
Гибкие механизмы Киотского протокола предоставляют
широкие возможности финансирования крупных проектов с Преимущества при импорте
возобновляемыми источниками энергии. Например, немецкие немецких товаров и услуг
предприятия финансируют в рамках CDM проекты в развиваю- Импортеры немецких товаров и услуг в сфере возобновляемых
щихся странах и странах с переходной экономикой. Иностран- источников энергии получают опосредованную поддержку в
ное государство получает инвестиции и в, большинстве слу- форме различных программ немецкого федерального прави-
чаев, посредством трансферта технологий — лучшую исхо- тельства. Экспорту технологий в области возобновляемой
дную базу. Взамен немецкие предприятия получают права на энергетики оказывается особенная поддержка, потому что это
эмиссию, которые они могут реализовать в Европейской способствует глобальному долговременному развитию. Соот-
системе торговли выбросами парниковых газов для соблюдения ветствующее обеспечение предоставляется в форме государ-
своих обязательств по сокращению выбросов. ственных экспортных или инвестиционных гарантий. Можно
договариваться также о комбинации этих гарантий.
Отдельные установки и небольшие
проекты Экспортные кредитные гарантии
Отдельные установки и небольшие проекты зачастую реализу- федерального правительства
ются индивидуальными предпринимателями. Финансирование Государственным страхованием экспортных кредитов — в том
осуществляется из собственного и заемного капитала или за числе страхованием по линии Гермес — страхуется риск
счет лизинга установки. Доходы от сбыта произведенной утраты требований немецких предприятий, связанный с внеш-
энергии (электрической или тепловой) или сэкономленные неторговыми сделками при экспорте товаров и услуг. Срок
благодаря экономической эффективности установки средства кредита для проектов в области возобновляемых источников
(пониженные затраты на производство энергии) можно исполь- энергии составляет, как правило, 18 лет. С учетом возникаю-
зовать для рефинансирования кредита. щих на месте издержек (например, расходов на инфраструк-
туру при размещении ветрогенераторов в отдаленных местах)
Получение кредита можно покрыть до 30% всей стоимости заказа. Благодаря
Местные банки предлагают возможность получения кредита опциону, который позволяет осуществлять обратные выплаты
также для частных лиц и предпринимателей. Условия могут немецким предприятиям в собственной валюте страны вместо
сильно варьироваться. Опытные данные из области возобнов- выплат в евро, заказчик избегает риска невозможности опла-
ляемых источников энергии, которыми располагают банки, тить счет немецкого импортера в случае обесценивания
играют значительную роль при правильной оценке рисков. валюты собственной страны.
Содействие инвестициям Инвестиционные гарантии
В зависимости от страны или месторасположения инвестирова- Импортеры немецких товаров и услуг также получают выгоду
ние можно при необходимости облегчить за счет государствен- от поддержки германских предприятий инвестиционными
ных мер поддержки, таких как кредиты с льготными процент- гарантиями немецкого федерального правительства. С
ными ставками, субсидирование инвестиций или льготные помoью этого инструмента федеральное правительство обеспе-
условия уплаты налогов. Могут использоваться также средства чивает защиту от политических рисков немецким предприя-
двусторонних и многосторонних кредиторов через вышеупомя- тиям, которые осуществляют прямые инвестиции за границей.
нутый механизм передачи кредитов — onlending (смотрите Защищаются капиталовложения, инвестиционные займы,
раздел «Крупные проекты / Содействие инвестициям»). капитальное оборудование филиалов и другие имущественные
права. В проектах с возобновляемыми источниками энергии в
Лизинг инвестиционные гарантии могут включаться также обязатель-
Альтернативой покупке установки является ее лизинг, который ства государственных или контролируемых государством
представляет собой смешанную форму между покупкой и организаций, например по строительству инфраструктуры или
прокатом средств производства. По сравнению с покупкой гарантированию закупочных цен. Срок гарантий может состав-
лизинг имеет то преимущество, что он нейтрален относительно лять до 20 лет.
баланса и сберегает собственный капитал предприятия —
17ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
Развитие ветроэнергетики
Во многих частях мира традиционные ветряные мельницы
Преимущества энергии ветра
использовались для того, чтобы молоть зерно или откачивать ¡¡ Энергия ветра позволяет вырабатывать «чистую» электроэ-
воду из грунта. Столетиями они были неотъемлемой частью нергию без негативного воздействия на климат, частично по
ландшафта. Современные ветроэнергетические установки — конкурентоспособным ценам.
это электростанции, производящие электроэнергию, частично ¡¡ Ветроэнергетические установки создают дополнительные
рабочие места и выгодны экономически слабым регионам
по конкурентоспособным ценам. Благодаря современным
Общины получают доходы от налогов и сдачи в аренду земли
технологиям, экономической и экологической эффективности под установки.
энергия ветра — самый быстро развивающийся и в средне- ¡¡ Ветрогенераторы покрывают большой диапазон мощно-
срочной перспективе самый важный источник регенеративной стей — от нескольких киловатт до нескольких мегаватт.
электроэнергии. К концу 2013 года общие установленные ¡¡ Автономные 10-киловаттные турбины питают сельскохозяй-
мощности составляли около 370 ГВт. Крупнейшие рынки ственные предприятия и маленькие деревни, в то время как
морские ветропарки с установленной мощностью в несколько
находятся в Китае (114,7 ГВт), США (65,8 ГВт) и Германии
сот мегаватт подают ток в сети промышленных регионов.
(40,4 ГВт). ¡¡ Ветроэнергетические установки образуют идеальную основу
для комбинации с другими возобновляемыми источниками
энергии — для эксплуатации в коммунальных сетях, гибрид-
ных установках или минисетях.
Выходная мощность ветрогенераторов
Производительность ветрогенераторов зависит от скорости
господствующих ветров, высоты башни и размера лопастей.
Зависимость выработки электроэнергии от скорости ветра
непропорциональна: так, увеличение скорости ветра на 10%
может повысить производство энергии на треть. В Германии
сухопутная установка мощностью 1,5 МВт производит за год
в среднем 2,5–5 млн киловатт-часов электроэнергии. Ско-
SOWITEC group GmbH
рость действующего на ротор ветра растет с увеличением
высоты башни. Выработка ветровой энергии и, соответ-
ственно ее количество, преобразуемое в электроэнергию,
Принцип действия
При разработке современных ветровых турбин инженеры повышается также при увеличении площади ротора. При
опирались на опыт авиастроения, чтобы использовать привод- сильном ветре выработка регулируется так, чтобы величина
ную силу ветра. Сегодня наиболее распространены трехлопаст- генерируемого тока оставалась постоянной. При опасных
ные горизонтальные роторы (датская концепция). Их конструк- сетевых перегрузках или сильном ветре, способном повредить
ция оказалась механически надежной, визуально
ротор, установка отключается.
привлекательной и бесшумной. Она позволяет добиться опти-
мальной производительности генератора при скорости ветра
12–16 м/с, но может быть достаточно эффективной и при Ветроэнергетика — сделано в Германии
меньших скоростях. При очень сильном ветре мощность Германия использует свою ведущую роль и опыт, чтобы
установки искусственно снижается, чтобы поток электроэнер- предлагать современные идеи и решения, которые будут
гии в сеть оставался стабильным. Сочетание ветрогенераторов и востребованы во всем мире. Немецкие предприятия принадле-
современной техники управления/автоматического регулирова-
жат к числу главных поставщиков услуг в сфере ветроэнерге-
ния делает возможным «мягкий», медленный переход, не
вызывающий колебаний в электросети. тики. Ассортимент их предложений простирается от исследо-
Современные ветрогенераторы, рассчитанные на производство ваний, проектной разработки и производства самых разных
электроэнергии в составе сети — это высокотехнологичные компонентов и комплексных систем до техобслуживания
установки, состоящие из башни высотой 50–150 м, гондолы с ветропарков и управления ими. Продукты и услуги герман-
машинным оборудованием, а также ротора с горизонтальной
ского происхождения в области ветроэнергетики пользуются
осью и тремя лопастями.
большим спросом во всем мире благодаря их надежности и
высокому технологическому уровню.
18ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
Технологии использования энергии ветра
Наземные ветрогенераторы чение к сети (на линии до межрайонной сети, трансформа-
Сегодня наземные ветрогенераторы часто возводятся на торные станции, управляющее оборудование).
побережье или вблизи него. Для увеличения рентабельности
были разработаны турбины с высокими башнями и большой Отдельные установки, удаленные
площадью ротора. Для максимального использования энер- от сети
гии ветра эти установки размещают на плоскогорьях или Отдельные установки используются преимущественно в
вершинах гор. Существует широкий спектр ветрогенерато- местах, в которых расстояние до сети слишком велико или
ров для всех областей применения. Для эффективного подключение к сети слишком затратно.
преобразования энергии ветра в электричество были усовер-
шенствованы 2 технологии: Модернизация
¡¡ с одной стороны, классическая концепция с приводом, При модернизации ветрогенераторы так называемых первых
имеющим изменяемую частоту вращения, редуктором и поколений заменяются современными турбинами. Таким
высокоскоростным генератором, и образом можно наращивать мощности даже на классических
¡¡ с другой стороны — безредукторная установка. рынках ветровой энергии, таких как Германия, без необхо-
димости занятия новых площадей. На новых рынках необхо-
Области применения димость модернизации пока незначительна, однако здесь
существует высокий потенциал на будущее. К настоящему
времени уже появился рынок использованных турбин,
которые находят применение в индивидуальных автономных
установках.
Ветрогенераторы малой мощности
На сегодня нет однозначного определения, что такое ветро-
генераторы малой мощности. Самые распространенные
определения подразумевают следующее:
¡¡ Согласно стандарту IEC-NORM 61400-2:2006 ветрогене-
раторы малой мощности имеют площадь ротора макси-
мум 200 м², что соответствует номинальной мощности
около 50 кВт, при электрическом напряжении 1000 В
переменного или 1500 В постоянного тока.
¡¡ Согласно нормам Федерального союза ветроэнергетики
(BWE) ветрогенераторы малой мощности (KWEA)
делятся на следующие категории:
– микроустановки (номинальная мощность до 5 кВт),
Преимущества наземных ветрогенераторов
¡¡ Инвестиционные затраты ниже, чем в случае морских устано- – миниустановки (от 5 до 30 кВт),
вок, которые частично строятся, монтируются, подключаются – средние установки (от 30 до 100 кВт).
к кабелю, эксплуатируются и обслуживаются в открытом ¡¡ Башня, как правило, не выше 20 метров, средняя мощ-
море. ность — от 5 до 10 кВт.
¡¡ Кроме того, децентрализованное производство электроэнергии
происходит ближе к центрам потребления, а значит уменьша-
ются затраты на строительство и эксплуатацию сетей. Преимущества использования
ветрогенераторов малой мощности
в удаленных от сети регионах
Наряду с собственно энергообеспечением региона ветрогене-
Ветрогенераторы, объединенные в сеть раторы малой мощности могут экономить дизельное топливо,
Ветрогенераторы строятся либо группами (ветропарки), которое альтернативно используется для производства
либо по отдельности. Отдельные установки, как правило, электроэнергии в генераторах. Эти установки могут играть
роль основных источников электроэнергии в удаленных от
отдают ток прямо в имеющуюся сеть. При строительстве
сети регионов, особенно в комбинации с другими возобновля-
ветропарков приходится нести большие расходы на подклю- емыми источниками энергии, такими как солнечные станции.
19Вы также можете почитать
