m_kalashnikov (m_kalashnikov) wrote,
m_kalashnikov
m_kalashnikov

Category:

ПЕРСПЕКТИВЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В ЛЕНИНГРАДЕ

Андрей Лапенис. Ветер петербургской энергетики


Андрей Лапенис
Профессор государственного университета
Нью-Йорка (г. Олбани)





Когда мы говорим об удобном городе, то обычно понимаем под этим термином комфортность проживания. Я бы выделил еще одну важную составляющую – чистоту и благоприятную экологическую обстановку. А вот здесь у Петербурга есть серьезные проблемы. Согласно ежегодным сводкам загрязнения крупных городов России, публикуемым в журнале «Метеорология и гидрология» (издаваемом Министерством природных ресурсов РФ), Северная столица, увы, лидирует по этому показателю. По данным Министерства здравоохранения и социальной защиты, Петербург опережает и Москву, и многие сибирские города по количеству канцерогенных заболеваний на 1 тыс. человек населения. Причин здесь, конечно, несколько. Одна из них – перегруженность города транспортными потоками. Это, впрочем, будет отчасти решено после начала функционирования в полном объеме КАД и строительства новых объездных дорог, а также введения более жестких стандартов по ограничению выхлопов автомобильных газов. А вот вторая причина связана с пребыванием в черте города множества объектов промышленности, в том числе – производящих энергию.

Корреляция между уровнем загрязненности и количеством канцерогенных заболеваний хорошо известна. Данную проблему решать придется обязательно, чтобы Санкт-Петербург стал не только удобным для жизни, но и безопасным для здоровья горожан. Многие ленинградцы страдают астмой, и мне кажется, что одним из возможных решений (конечно, в комплексе с другими решениями) является возможность использования уникальных природных ресурсов Северо-Запада и удачное расположение города с точки зрения развития производства «чистой» энергии. Я имею в виду производство электроэнергии не за счет сжигания ископаемого топлива (ибо этот процесс всегда предполагает загрязнение атмосферы двуокисью азота), а за счет использования альтернативных ресурсов. Санкт-Петербург располагает большим открытым пространством в сторону Финского залива. Этот район является очень неплохой средой для установки ветрогенераторов.



Сегодня ветрогенераторы сильно отличаются от прежних моделей. Это так называемые рапторы. Они вращаются медленно, есть даже турбины с горизонтальным вращением. Такие устройства практически безопасны для птиц и летучих мышей.

На сегодняшний день в мире производство энергии при помощи ветра является важным источником чистой энергии. Экономичность ее пока немного хуже, чем экономичность производства электроэнергии за счет генерации ее на тепловых электростанциях, где сжигается ископаемое топливо. Но следует понимать: при сравнении экономичности ветроэнергетики и существующих ТЭЦ не учитывается фактор подорожания ископаемого топлива в обозримой перспективе. Мы живем в эпоху, которую я назвал бы эпохой пред-пика в добыче нефти. Начиная, наверное, с 2015 г. объем добычи пойдет вниз, при этом потребности в энергии будут возрастать. Возникает вопрос: как заполнить разницу между производством и требованиями. И тогда становится понятно, что альтернативная энергетика (типа ветровой, в частности) способна помочь в этом деле.

В Петербурге – в отличие от южных городов – нельзя поставить солнечные батареи, поскольку в среднем в городе получается около 30 солнечных дней за год. В таких условиях солнечная энергетика обернется серьезными затратами и малой эффективностью. С ветром же ситуация совершенно иная, ибо Северо-Запад традиционно известен как ветреный край, особенно в районе Финского залива. Те, кто живет на Васильевском острове, близко к «Морскому фасаду», знают, что ветер там достаточно частое явление.

Кстати, насколько мне известно, еще при проектировании Комплекса защитных сооружений» (т.н. «дамбы» рассматривался вопрос об установке там ветрогенераторов. Тогда от этой идеи отказались, поскольку ее реализовать было сложно ввиду недостаточного уровня технического развития, а также по причине небезопасности предлагавшихся моделей для окружающей среды. В то время ветрогенератор представлял из себя ажурную мачту с большим количеством быстро вращавшихся лопастей и мог превратиться в настоящую «мясорубку» для перелетных птиц.

Сегодня же ветрогенераторы сильно отличаются от прежних моделей. Это так называемые рапторы. Они вращаются медленно, есть даже турбины с горизонтальным вращением. Такие устройства практически безопасны для птиц и летучих мышей. Исследования, проводившиеся в Европе и Канаде, показали, что птицы адаптируются к таким ветрогенераторам. Более того, в Дании определенные виды морских птиц используют верхушки этих мачт для строительства своих гнезд. В то же время острота данной проблемы снизилась, но не устранена полностью. Птицы, как известно, могут гибнуть даже от столкновения с неподвижными объектами, в частности, с высоковольтными линиями передач. Небоскреб высотой более 200 метров, который планируется строить в районе Охты, может привести к гибели большего количества птиц, нежели чем установка 10-ти 3 МВт-ных ветрогенераторов на побережье Финского залива.



Проект развития города, на мой взгляд, обязательно должен включать в себя возможности по производству чистой электроэнергии в черте города.

Какой же должна быть мощность ветрогенераторов? На сегодняшний день Санкт-Петербург ежегодно закупает у РАО «ЕЭС России» порядка 100 тыс. МВт/часов на освещение улиц и муниципальных объектов. Причем пик закупок приходится на зимний период, а в период белых ночей энергии тратится меньше. Для компенсации этих закупок было бы достаточно – при существующих природных условиях – установить станцию мощностью 30 МВт. В этом случае реальный объем энергии составит около 10 МВт. Я специально уточняю, что хорошим коэффициентом наполнения ветровых станций на Западе считается эффективность в 20%, это экономически выгодно. В Петербурге природные условия дают возможность обеспечить не менее 30% заполнения мощности установок.

При этом по стоимости обслуживания ветровые электростанции экономичнее тепловых, где требуется закупать постоянно дорожающее топливо. Стоимость же ветра меняться не будет. Такие установки могут гарантированно работать 15-20 лет, конечно, при должном сервисе, а, возможно, и дольше. Для покрытия затрат города на освещение нужно порядка десяти 90-метровых мачт ветрогенераторов с лопастями радиусом 45 метров, которые можно установить на расстоянии 200 метров друг от друга. Общая протяженность объекта составит 2 километра. Замечу, кстати, что скорость ветра в Петербурге достигает своего максимума как раз зимой, когда потребление электроэнергии для освещения высоко. В летние же месяцы она ниже, но и света требуется меньше.

Дополнительный экономический эффект от использования ветрогенераторов может быть получен посредством реализации квот на производство СО2 в рамках Киотского протокола. Россия ратифицировала Киотский протокол и может принимать участие в торговле квотами СО2. На настоящий момент стоимость тонны СО2 на европейском рынке сотавляет 7-8 евро. Ветровая электростанция, реально производящая 10 МВт, предотвращает загрязнение атмосферы сорока тысячами тонн СО2. Такая электростанция смогла бы получать дополнительную прибыль в размере около 300 тыс. евро в год.

Что же касается общего количества потребляемой городом энергии – чуть меньше 6 ГВт (треть из этого производит ЛАЭС в Сосновом Бору). Если мы хотим скомпенсировать эту мощность ветрогенераторами, придется ставить рапторы от Соснового Бора по побережью через Васильевский остров до Зеленогорска. Что, конечно, несерьезно и нереально. Но проект развития города, на мой взгляд, обязательно должен включать в себя возможности по производству чистой электроэнергии в черте города. Ее можно генерировать не только на побережье Финского залива, но и в ближайших районах Ленинградской области.

Серьезным вопросом, который предстоит решить, остается вопрос законодательства в отношении альтернативных источников энергии. Ведь сейчас город может производить энергию при помощи ветра локально, но не в состоянии поставлять мощность в общую сеть. Между тем, в США и Германии законодательство в этой сфере давно разработано. Неслучайно именно Германия является мировым лидером по производству ветровой электроэнергии: более 10% всей потребляемой в стране энергии обеспечивается ветряками, а к 2020 г. этот процент предполагается довести до 25%. В США альтернативная энергетика дает 8% мощности.



Европа, которая сейчас сидит на российской нефтяной трубе, прекрасно понимает, что к факторам глобальным – истощение запасов ископаемого топлива – добавляются факторы политические.

При этом согласно американскому законодательству владелец ветрогенератора и земли, на которой тот установлен, имеет право продавать энергию распределяющей компании по той же цене, по которой компания будет ее продавать. Кроме того, государство покрывает до 50% затрат на строительство ветровых электростанций за счет грантов и снижения налогообложения. В Германии государство и вовсе покупает электроэнергию, производимую за счет альтернативных источников, по цене более высокой, нежели та, по которой она будет продаваться населению. Таким образом, и американцы, и немцы готовят свои страны к кризису в добыче ископаемого топлива.

Конечно же, кроме нефти есть еще и атомная энергетика, которую необходимо развивать. Но атомная энергетика вполне может быть дополнена альтернативными источниками. Современные технологии делают производство ветровой электроэнергии в определенных местах, например, на Северо-Западе России, сравнимым по затратам с производством атомной энергии. В то же время важно понимать, что площадь для установки ветрогенераторов требуется большая. Поэтому подход должен быть сбалансирован. Наилучшей моделью в этом плане является Франция, где больше 80% электроэнергии сейчас производится за счет атомной энергетики. Вместе с тем, Франция – одна из передовых стран по производству ветровой энергии.

Другим «подводным камнем» являются сезонные изменения скорости ветра, что не позволяет развивать ветроэнергетику повсеместно. Существуют также суточные изменения потребления электроэнергии: ночью население использует меньше электричества. При этом ветряки продолжают производить энергию. Это лишь подтверждает, что требуется развивать эту область альтернативной энергетики совместно с атомной энергетикой и другими областями. Необходима сеть, которая бы забирала ночные «избытки». В этом случае можно было бы уменьшать сжигание ночью ископаемого топлива. Но, опять же, для этого требуется существенно доработать законодательство, о чем я сказал выше.

Кстати, если бы для подключения предприятий к сети ветряных генераторов действовали бы те же расценки, что и для подключения к электросети, это сразу бы решило проблемы первоначального взноса, которые во многом останавливают банки от кредитования строительства ветряков. В этом случае производство ветровой энергии стало бы таким же экономически эффективным, как и производство атомной энергии.

Сейчас Россия находится в очень выгодном положении в плане развития электроэнергетики, поскольку цены на нефть продолжают расти, и у нас создан даже т.н. Стабилизационный фонд. С моей точки зрения, было бы мудро потратить часть этих средств на развитие альтернативной энергетики.

Что касается стоимости подобного проекта, то он, конечно, может быть затратным – первоначальные вложения на строительство ветрогенераторов, способных обеспечить потребности города в энергии для освещения улиц, составят около 8 млн. евро. Но эти деньги город смог бы вернуть себе уже в течение пяти лет, а остальные средства – получить в виде кредита в российских или зарубежных банках. В целом проект окупится за 15 лет.

Почему ветровая электроэнергетика до сих пор не уравнена в России в правах с другими областями энергетики, я ответить не могу. Скорее всего, так исторически сложилось. Но сидеть сложа руки нельзя. Европа, которая сейчас сидит на российской нефтяной трубе, прекрасно понимает, что к факторам глобальным – истощение запасов ископаемого топлива – добавляются факторы политические. Россия же не должна упускать свой шанс. Конечно, мы не можем поставить ветряки по всему побережью Финского залива, но мы и не хотим располагать повсюду атомные электростанции. Нужен разумный компромисс.

В свое время Петр Великий, основав Северную столицу, прорубил окно в Европу. И за этим окном довольно ветрено. Использовав уникальные природные ресурсы, город может сегодня получить дополнительную выгоду. Хороший градостроитель пытается вписать город в ландшафт, но нужно идти и дальше и вписывать город в природные условия.





Ветер, ветер, ты могуч
Андрей ЛАПЕНИС, профессор государственного университета Нью-Йорка

На сегодняшний день в мире производство энергии при помощи ветра является приоритетным направлением развития чистой энергетики. Экономичность ее пока ниже, чем при сжигании ископаемого топлива. Но следует понимать: при сравнении экономичности ветроэнергетики и существующих ТЭЦ не учитывается фактор подорожания ископаемого топлива в обозримой перспективе. Мы живем в эпоху, которую я назвал бы эпохой пред-пика в добыче нефти. Начиная, наверное, с 2015 г. объем добычи пойдет вниз, при этом потребности в энергии будут возрастать. Возникает вопрос: как заполнить разницу между производством и требованиями? И тогда становится понятно, что нужна альтернативная энергетика.

В Петербурге в отличие от южных городов нельзя поставить солнечные батареи, поскольку в среднем в городе всего около 30 солнечных дней в году. В таких условиях солнечная энергетика обернется серьезными затратами и малой эффективностью. С ветром же ситуация совершенно иная, ибо Северо-Запад РФ традиционно известен как ветреный край, особенно у Финского залива. Жители Васильевского острова знают, что ветер там достаточно частое явление.

Кстати, насколько мне известно, еще при проектировании Комплекса защитных сооружений (т. н. дамбы) рассматривался вопрос об установке там ветрогенераторов. Тогда от этой идеи отказались, поскольку реализовать ее было сложно ввиду недостаточного уровня технического развития, а также по причине небезопасности предлагавшихся моделей для окружающей среды. В то время ветрогенератор представлял собой ажурную мачту с большим количеством быстро вращавшихся лопастей и мог превратиться в настоящую «мясорубку» для перелетных птиц.

Сегодня же ветрогенераторы сильно отличаются от прежних моделей. Это так называемые рапторы. Они вращаются медленно, есть даже турбины с горизонтальным вращением. Такие устройства практически безопасны для птиц. Более того, в Дании определенные виды морских птиц используют верхушки этих мачт для строительства своих гнезд.

Птицы, как известно, могут гибнуть даже от столкновения с неподвижными объектами, в частности с высоковольтными линиями передачи. Небоскреб высотой более 300 метров, который планируется строить в районе Охты, может привести к гибели большего количества птиц, нежели установка десяти трехмегаваттных ветрогенераторов на побережье Финского залива.

Какой же должна быть мощность ветрогенераторов? На сегодняшний день Санкт-Петербург ежегодно закупает у РАО «ЕЭС России» порядка 100 тыс. МВт/часов на освещение улиц и муниципальных объектов. Причем пик закупок приходится на зимний период, а в период белых ночей энергии тратится меньше. Для компенсации этих закупок было бы достаточно - при существующих природных условиях - установить станцию мощностью 30 МВт.

Я специально уточняю, что хорошим коэффициентом наполнения ветровых станций на Западе считается эффективность в 20%, это экономически выгодно. В Петербурге природные условия дают возможность обеспечить не менее 30% заполнения мощности установок.

При этом по стоимости обслуживания ветровые электростанции экономичнее тепловых, для которых требуется закупать постоянно дорожающее топливо. Стоимость же ветра меняться не будет. Такие установки могут гарантированно работать 15 - 20 лет, конечно, при должном сервисе, а возможно, и дольше. Для покрытия затрат города на освещение нужно порядка десяти 90-метровых мачт ветрогенераторов с лопастями радиусом 45 метров, которые можно установить на расстоянии 200 метров друг от друга. Общая протяженность объекта составит 2 километра. Замечу, кстати, что скорость ветра в Петербурге достигает своего максимума как раз зимой, когда потребление электроэнергии для освещения высокое. В летние же месяцы она ниже, но и света требуется меньше.

Дополнительный экономический эффект от использования ветрогенераторов может быть получен посредством реализации квот на производство углекислого газа (CO2) в рамках Киотского протокола. Россия ратифицировала Киотский протокол и может принимать участие в торговле квотами СО2. На настоящий момент стоимость тонны СО2 на европейском рынке составляет 7 - 8 евро. Ветровая электростанция, реально производящая 10 МВт, предотвращает загрязнение атмосферы сорока тысячами тонн СО2. Такая электростанция смогла бы получать дополнительную прибыль в размере около 300 тыс. евро в год.

Общее количество потребляемой городом энергии - чуть меньше 6 ГВт (треть из этого производит ЛАЭС в Сосновом Бору). Если мы хотим скомпенсировать эту мощность ветрогенераторами, придется ставить рапторы от Соснового Бора по побережью через Васильевский остров до Зеленогорска. Это, конечно, несерьезно и нереально. Но проект развития города, на мой взгляд, обязательно
должен включать в себя возможности по производству чистой электроэнергии в черте города. Ее можно генерировать не только на побережье Финского залива, но и в ближайших районах Ленинградской области.

Серьезным вопросом, который предстоит решить, остается вопрос законодательства в отношении альтернативных источников энергии. Ведь сейчас город может производить энергию при помощи ветра локально, но не в состоянии поставлять мощность в общую сеть. Между тем в США и Германии законодательство в этой сфере давно разработано. Не случайно именно Германия является мировым лидером по производству ветровой электроэнергии: более 10% всей потребляемой в стране энергии обеспечивается ветряками, а к 2020 г. этот процент предполагается довести до 25%. В США альтернативная энергетика дает 8% мощности.

При этом, согласно американскому законодательству, владелец ветрогенератора и земли, на которой тот установлен, имеет право продавать энергию по той же цене, по которой будет ее реализовать распределяющая компания. Кроме того, государство покрывает до 50% затрат на строительство ветровых электростанций за счет грантов и снижения налогообложения. В Германии государство и вовсе покупает электроэнергию, производимую за счет альтернативных источников, по цене более высокой, нежели та, по которой она будет продаваться населению. Таким образом, и американцы, и немцы готовят свои страны к кризису в добыче ископаемого топлива.

Конечно же, кроме нефти есть еще и атомная энергетика, которую необходимо развивать. Но атомная энергетика вполне может быть дополнена альтернативными источниками. Современные технологии делают производство ветровой электроэнергии в определенных местах, на том же Северо-Западе России, сравнимым по затратам с производством атомной энергии.

В то же время важно понимать, что для установки ветрогенераторов требуется большая площадь. Поэтому структура энергетики должна быть сбалансирована. Наилучшей моделью в этом плане является Франция, одна из передовых стран по производству ветровой энергии. Вместе с тем во Франции 80% электроэнергии сейчас производится за счет атомной энергетики.

Другим «подводным камнем» являются сезонные изменения скорости ветра, что не позволяет развивать ветроэнергетику повсеместно. Существуют также суточные изменения потребления электроэнергии: ночью население использует меньше электричества. При этом ветряки продолжают производить энергию. Это лишь подтверждает, что требуется развивать эту область альтернативной энергетики совместно с атомной энергетикой и другими источниками. Необходима сеть, которая бы забирала ночные «избытки». В этом случае можно было бы уменьшать сжигание ночью ископаемого топлива. Но опять же для этого требуется существенно доработать законодательство, о чем я сказал выше.

Кстати, если бы для подключения предприятий к сети ветряных генераторов действовали те же расценки, что и для подключения к «традиционной» электросети, это сразу бы решило проблему кредитования банками строительства ветряков. То есть производство ветровой энергии стало бы таким же экономически эффективным, как и производство атомной энергии.

Сейчас Россия находится в очень выгодном положении в плане развития электроэнергетики, поскольку цены на нефть продолжают расти, и в стране создан даже так называемый Стабилизационный фонд. С моей точки зрения, было бы мудро потратить часть этих средств на развитие альтернативной энергетики.

Что касается стоимости подобного проекта, то он, конечно, может быть затратным - первоначальные вложения на строительство ветрогенераторов, способных обеспечить потребности города в энергии для освещения улиц, составят около 8 млн евро. Но эти деньги город смог бы вернуть себе уже в течение пяти лет, а остальные средства - получить в виде кредита в российских или зарубежных банках. В целом проект окупится за 15 лет.

Материал подготовлен при участии «Российского экспертного обозрения».
Tags: ветроэнергетика
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment