Использование ветряков, солнечных панелей, электростанций на биогазе и некоторых других современных источников энергии часто упирается в экономическую составляющую проектов. Увы, новомодные способы генерации обычно проигрывают по себестоимости киловатт-часа традиционным электростанциям, работающим на мазуте, газе и даже на угле. Тем не менее развитие альтернативной энергетики — это вопрос не только краткосрочной прибыли, но и охраны природы, а также решения ряда социальных задач, например, борьбы с безработицей. Поэтому государственная поддержка во всем мире пока является важным условием развития альтернативной энергетики.
Многие технологии, лежащие в основе альтернативной энергетики, известны уже не одно десятилетие. Например, торфяные электростанции и мини-ГЭС использовались еще 100 лет тому назад. Первый в мире ветряк для выработки электроэнергии был построен в 1887 г. в Великобритании. Но, начиная с 50-х годов XX века, отдельные электростанции по всему миру стали объединяться в мощные энергосистемы с едиными центрами управления, охватывающие сразу несколько областей или целую страну. Уровень развития технологий в те годы не позволял управлять большим количеством мелких электростанций, так что на долгие годы в энергетике восторжествовала гигантомания.
Но в середине 2000-х годов ситуация неожиданно поменялась, и к продвижению альтернативной энергетики подключили политиков первой величины. В 2006 г. на экраны вышел документальный фильм «Неудобная правда», созданный при непосредственном участии бывшего вице-президента США Альберта Гора. Этот фильм рассказывал о проблеме глобального потепления и о том, что нужно ограничить выбросы углекислого газа в атмосферу. В 2007 г. фильм получает два «Оскара». Также в 2007 г. Альберт Гор получает Нобелевскую премию мира в составе группы активистов, борющихся против глобального потепления.
Альтернативная энергетика — это совокупность способов получения, передачи и использования энергии, базирующихся на современных технологиях и отличных от наиболее широко применяющихся в данный момент времени. Как правило, альтернативная энергетика базируется на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), например: ветер, солнце, движущийся поток воды. К возобновляемым принято также относить источники энергии, связанные с утилизацией отходов (биогаз, древесная щепа, шелуха от зерен). Выработка электроэнергии при переработке отходов неизбежно приводит к попаданию углекислого газа в атмосферу, но это меньшее зло по сравнению с выбрасыванием тех же самых отходов на свалку. Пример альтернативной энергетики, не относящейся к ВИЭ, — электростанции, работающие на торфе. Кстати, еще 100 лет тому назад, торф был основой энергетики, теперь к нему возвращаются на новой технологической основе.
Естественно, такие вещи просто так не делаются. Мир стоял на пороге глобального экономического кризиса, а альтернативная энергетика способствует созданию новых рабочих мест в странах «золотого миллиарда». В результате правительства по всему миру, в том числе и в России, стали активно поддерживать альтернативную энергетику.
Дания — страна победившей ветрогенерации
По данным на 2019 г., приблизительно 50 % своих потребностей в электроэнергии Дания покрывает за счет ветряных электростанций. Первый промышленный ветрогенератор был установлен там в 1976 г. Важно, что оборудование для ветрогенерации разрабатывается и производится на территории Дании. Экспорт такого оборудования составляет важную статью доходов.
Существуют как минимум два распространенных заблуждения, как Дании удалось достичь таких результатов в области ветроэнергетики.
Первый миф — в Дании нет собственных нефти и газа, поэтому решили уйти от энергетической зависимости. На самом деле в Дании есть большие шельфовые месторождения нефти и газа, которые активно используются (добыча нефти в 2016 г. составила 140,1 тыс. баррелей в день, что почти в 2 раза больше, чем в Румынии, которая традиционно считается нефтедобывающей страной), при этом Дания даже экспортирует углеводороды.
Второй миф — развитие ветрогенерации обусловлено самыми высокими в Европе (а по некоторым данным — и в мире) тарифами на электроэнергию. Действительно, розничные потребители в Дании платят, в пересчете на наши деньги (по курсу 2019 г.), в среднем 23 руб. за 1 кВт⋅ч электроэнергии. Но от этого ветроэнергетика сама по себе не становится сверхприбыльной. Дания — страна с самым низким социальным расслоением в мире. Это достигается за счет высоких налогов, в результате в стране высокие цены на все, в том числе и на электроэнергию. Большую часть в структуре тарифов занимают именно налоги, а рентабельность генерации не выше, чем в других европейских странах.
Поэтому даже при самом высоком тарифе в Европе ветроэнергетика в Дании вплоть до 2017 г. дотировалась государством. Размер дотаций составлял 3,5 евроцента за 1 кВт⋅ч. Они выплачивались за первые 22 тыс. часов работы ветряка, установленного на суше, или первые 50 тыс. часов работы ветряка, установленного в море. Ограничение дотаций по времени стимулировало инвестиции в строительство новых ветрогенераторов.
по снижению социального неравенства, рентабельность энергетической отрасли вполне обычная
Применение ВИЭ и альтернативная энергетика — в общем случае не одно и то же. Например, энергия движущейся воды — возобновляемый ресурс, который используется как в гигантских ГЭС, так и в мини-ГЭС. Тем не менее к альтернативной энергетике относятся только мини-ГЭС (до 25 МВт), поскольку современные технологии позволили сделать их высокоэффективными. ВИЭ относится не только к выработке электричества, но и к другим направлениям в энергетике, например, производству автомобильного топлива из тростника, так как ресурс возобновляется путем выращивания сельскохозяйственной культуры.
Отмена дотаций произошла в Дании, когда себестоимость выработки электроэнергии на ветроэлектростанциях стала ниже, чем на электростанциях, работающих на газе.
Проблемой ветроэнергетики является нестабильность выработки электроэнергии. В ряде стран мира предусмотрены штрафы за небаланс в энергосистеме. Отсутствие таких штрафов в Дании — тоже одна из мер поддержки ВИЭ. При этом на датских ветряных электростанциях применяются системы регулирования скорости вращения ротора, разработанные под руководством профессора Фреде Блобьерга (интервью с ним мы публиковали в «ЭР», № 1 за 2020 г.), что во многом решает проблему баланса.
Опыт других стран Евросоюза
Дания изначально сделала ставку на ветряки в силу особенностей своего расположения. Страна омывается мелководными Балтийским и Северным морями, где удобно размещать ветряки, при этом они не занимают место на суше.
В остальных странах Евросоюза изначально сделали ставку на солнечные панели. Предполагалось, что в Европе будет развернуто собственное производство таких панелей. Поддержка заключалась в дотировании потребителей, приобретающих солнечные панели. Но европейские солнечные панели оказались неконкурентоспособными по цене, и потребители делали выбор в пользу китайской продукции. В результате дотации уходили в Китай. Поэтому практика дотирования покупки солнечных панелей была отменена в 2013 г. Далее произошло падение цен на солнечные панели. Стоимость панелей в пересчете на единицу мощности с 2010 по 2019 гг. снизилась в 3 раза, что вызвало настоящий бум солнечной энергетики без использования дотирования покупки панелей.
| Основные виды альтернативной генерации | ||||
|---|---|---|---|---|
| Вид | Возобновляемость ресурса | Выбросы углекислого газа при работе электростанции | Стабильность генерации | Основные регионы производства оборудования |
| Солнечные панели | Да | Нет | Зависит от времени суток и погоды | Китай |
| Ветряки | Да | Нет | Зависит от погоды | Евросоюз, Россия, США, Китай |
| Мини-ГЭС | Да | Нет | Круглосуточно | Китай, США |
| Биогаз | Условно | Да | Круглосуточно | Евросоюз |
| Сжигание мусора и отходов производства | Условно | Да | Круглосуточно | Евросоюз, США |
| Торф | Нет | Да | Круглосуточно | Россия, Евросоюз |
В 2009 г. Европарламент вместе с Европейским советом приняли директиву 2009/28/EC, которая и по сей день определяет направление развития ВИЭ. В частности, эта директива допускает как временную меру установку фиксированных тарифов для сетевых компаний, по которым они должны были приобретать электричество, произведенное с использованием ВИЭ. В обмен сетевые компании получали дотации от своих государств. В настоящее время данная практика отменена как нерыночная, вместо этого дотации осуществляются в форме премий для сетевых компаний, привязанных к конкретным объемам покупки.
По данным за 2017 г., доля ВИЭ в выработке электроэнергии в среднем по Евросоюзу составила 17,5 %. На 2020 г. поставлена задача обеспечить долю ВИЭ в 20 %.
Опыт США
В США при поддержке ВИЭ делают ставку на налоговые льготы и государственную поддержку развития технологий. Министерство энергетики США регулярно выделяет гранты на исследования в области альтернативной энергетики.
Важная особенность поддержки ВИЭ в США — стимулируется развитие не только генерации, но и средств хранения энергии. Это связано с тем, что американцы во главу угла ставят обеспечение надежности и бесперебойности функционирования своей энергосистемы. Системы хранения большой емкости позволяют сгладить колебания объема выработки электроэнергии в зависимости от погоды и времени суток. С 2016 г. налоговые льготы распространяются и на бизнес, связанный с хранением энергии. В начале 2020 г. был выделен один из самых больших грантов министерства энергетики США за последнее время. Сумма в $158 млн направлена на исследования в области создания инновационных систем хранения электроэнергии.
Однако следует отметить, что развитие ВИЭ в США изначально было не самоцелью, а средством замещения угольной генерации. Ввод новых мощностей альтернативной энергетики примерно соответствовал уменьшению выработки электроэнергии при помощи угля. Но одним из предвыборных обещаний Дональда Трампа было возрождение угольной промышленности, чему мешает развитие ВИЭ. Поэтому в 2018 г. на поддержку ВИЭ в бюджете США было заложено втрое меньше средств, чем в предыдущем году.
В 2017 г. на долю ВИЭ в США приходилось 20,7 % выработки электроэнергии. Причем примерно половина выработки экологически чистого электричества относилась к ГЭС.
Поддержка альтернативной генерации в России
Основным документом, регламентирующим поддержку альтернативной генерации в нашей стране, является распоряжение Правительства РФ от 08.01.2009 г. № 1-р (ред. от 19.07.2019 г.) «Об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективно-сти электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2024 года». Важно, что этот документ фактически относится к альтернативной энергетике, так как предусмотрена поддержка ГЭС мощностью до 25 МВт. Основная ставка делается на поддержку ветряков, на втором месте — энергия солнца, использование мини-ГЭС — на третьем.
Для стимулирования использования ВИЭ предусмотрены надбавки к равновесной цене рынка на электроэнергию, а также государственное субсидирование подключения электростанций к сети. Кроме этого, проекты альтернативной энергетики могут быть включены на конкурсной основе в инвестиционную программу. Электростанции, созданные по этой программе, получают возможность в течение нескольких лет продавать электроэнергию местному сетевому оператору по фиксированной цене.
С 2016 г. в России введены меры поддержки электростанций, работающих на торфе. Используется механизм продажи территориальным сетевым компаниям электрической энергии, которая производится на таких электростанциях, по регулируемым ценам. Присоединение к сетям торфяных электростанций мощностью до 25 МВт субсидируется государством. Помимо выбросов углекислого газа в атмосферу при сжигании, добыча торфа плохо сказывается на экологии. Тем не менее на это пошли, так как порог входа в данный бизнес очень низкий, что позволяет создавать реальную конкуренцию энергетическим монополистам и бороться с безработицей в регионах.
По состоянию на 2018 г. доля ВИЭ в выработке электроэнергии в России оценивается в пределах 18–19 %. Вроде лучше, чем годом ранее было в Евросоюзе, но… более 99 % всей энергии, вырабатываемой ВИЭ в России, — это гидрогенерация, в основном крупные ГЭС. К 2024 г. планируется увеличить долю альтернативной генерации до 4,5 %.
Выводы
Нужна ли государственная поддержка альтернативной энергетики в России, столь богатой природными ископаемыми? При больших размерах страны не везде можно проложить линии электропередачи. Солнечные панели, ветряки и мини-ГЭС могут обеспечить электроэнергией самые удаленные уголки.
Оборудование для альтернативной генерации может стать важной статьей экспорта, а значит, помочь в создании новых рабочих мест. Например, госкорпорация «Росатом» выпускает ветряки, используя в них накопленные экспертные знания в области композитных материалов. Но чтобы предложить товар зарубежным потребителям, следует опробовать технологии на внутреннем рынке. Вот почему альтернативная энергетика нужна для динамичного развития нашей страны.
