Превосходя ожидания: поворотный момент в развитии ВИЭ

Снижение цен на возобновляемую энергетику и стремительный технический прогресс привели к переоценке энергетических и инвестиционных приоритетов. Компании, страны, города соревнуются в амбициозности планов. Зачем в Дании сооружают ветряки-гиганты и скоро ли введут солнечную валюту? Представляем обзор новейших проектов и прогнозов, касающихся ВИЭ.

2016 год стал поворотным моментом для ВИЭ — энергия будущего неожиданно превратилась в энергию сегодняшнего дня. В прошедшем году возобновляемые источники:

Стали ощутимо дешевле

В прошлом году впервые размер затрат на добычу энергии из возобновляемых источников снизился до уровня затрат, связанных с ископаемыми видами топлива. Стоимость возобновляемой энергетики опустилась до 2 центов за 1 кВт*ч  и продолжает падать. В целом за последние пять лет стоимость выработки солнечной энергии сократилась на 80% — констатирует Международное энергетическое агентство (IEA). Согласно отчету Международного агентства возобновляемой энергетики (IRENA), средняя стоимость ветровой и солнечной энергии к 2025 году сократится еще на 26-59%.

Дали больше рабочих мест

ВИЭ создают рабочие места в 12 раз быстрее остальных отраслей экономики. Согласно новому отчету, опубликованному Фондом защиты окружающей среды (EDF), количество рабочих мест в солнечной и ветровой энергетике увеличивается примерно на 20% в год.

Удвоили КПД

Лучший показатель коэффициента полезного действия (КПД) солнечных батарей приблизительно равен 20%. Современные солнечные элементы плохо справляются с конверсией видимого света в электричество. Ученые Киотского университета из Японии применили оптические технологии, чтобы создать надежные преобразователи тепла в электричество. Новый подход позволил вдвое увеличить производительность солнечных элементов.

<Перетянули> на себя капитал

В прошлом году Билл Гейтс и другие миллиардеры создали Breakthrough Energy Coalition, заявив о намерении потратить существенную часть своих состояний на развитие энергетики. Создание фонда облекло эти намерения в более конкретную форму.

Билл Гейтс, Джефф Безос из Amazon, Ричард Брэнсон из Virgin, Джек Ма из Alibaba и другие богатейшие предприниматели с общим состоянием около $170 млрд создают инвестиционный фонд Breakthrough Energy Ventures. Объем фонда составит $1 млрд. Его цель — долгосрочные рискованные инвестиции, которые могут обеспечить уменьшение выбросов газов, вызывающих парниковый эффект.

Другие крупные инвесторы выводят средства из ископаемой энергии. 688 институциональных и 58,4 тыс. частных инвесторов, владеющих совокупным капиталом в $5 трлн, распродают свои активы из сектора ископаемого топлива. В их число вошли Amalgamated Bank, Aegon, Allianz SE, Фонд Рокфеллера, а также города Берлин, Вашингтон и Осло. Их общая капитализация — $5 трлн — превысила стоимость всех зарегистрированных на бирже нефтегазовых компаний.

Прогнозы: не прорывные, а взрывные

Реальные показатели и успехи альтернативной энергетики превзошли все возможные прогнозы и ожидания. Наиболее ярко это видно на графике прогнозов Международного энергетического агентства.

Carbon Tracker совместно с Институтом Грэнтама (Великобритания) представили доклад  <Ждать непредвиденного: разрушительная сила низкоуглеродных технологий>. Эксперты приходят к выводу, что солнечная фотоэлектрическая энергетика (включая затраты на соответствующие накопители энергии) может производить 23% мировой электроэнергии к 2040 г и 29% к 2050 г, полностью заменив угольную генерацию и оставив природный газ всего лишь с однопроцентной долей в мировой электроэнергетике.

Доля электромобилей в глобальном автопарке может достичь 35% к 2035, а к 2050 более двух третей наземных транспортных средств будет представлено электрическими машинами. Стоимость электромобилей сегодня падает быстрее, чем говорят прогнозы. Электрический легковой транспорт может достичь стоимостного паритета с бензиновыми и дизельными автомобилями уже к 2020 г, что может привести к полному <переформатированию> автомобильного рынка в долгосрочной (до 2050 г) перспективе. Уже через 10 лет 10% совокупного объема сырьевых рынков может <перетечь> к солнечной энергетике и электромобилям. Вроде бы немного, но, для сравнения, потеря угольным бизнесом США схожей доли рынка привела к фактическому коллапсу отрасли, говорится в докладе. По мнению авторов доклада, солнечная энергетика и электромобили — самые быстрорастущие секторы экономики, а влияние их на энергетические рынки может быть просто взрывным.

<Клуб любителей ВИЭ>

Около трети стран мира сменили ископаемые ориентиры и приняли цель 100% ВИЭ. Приводим список ярких государственных амбиций.

Китай: с угля на ВИЭ

На долю Китая приходится почти 17% всех мировых инвестиций в сектор ВИЭ или $102,9 млрд. 5 января правительство КНР обнародовало новый амбициозный план энергетического развития до 2020 года. Он предусматривает инвестиции в размере $361 млрд на производство электроэнергии из возобновляемых источников. Согласно плану, политическая поддержка возобновляемой энергетики, технологические усовершенствования и уменьшение себестоимости позволят существенно изменить энергетическую структуру Китая, а потребление энергии ветра, Солнца, биомассы и недр земли сделает экономику страны более экологически чистой и устойчивой.

План предусматривает увеличение доли ВИЭ до 15% в ближайшие три года. К 2020 году Китай за счет потребления возобновляемой энергии сможет экономить до 730 млн тонн стандартного угля в год — сообщает агентства <Синьхуа>.

К концу 2020 года Китай планирует довести выработку электроэнергии за счет возобновляемых источников энергии до 1,9 трлн кВт/ч, то есть до 27 % от общего объема выработки электричества в стране.

США: <Клуб гигаватт>

По данным Агентства США по энергетической информации (EIA), в 2016 к американской энергосети было добавлено 9,5 ГВт фотоэлектрических мощностей, что позволило солнечной энергии быть первым по мощности источником энергии на протяжении целого года. Централизованные мощности и солнечные батареи, установленные домохозяйствами, выработали почти на 88% больше, чем в предыдущем году. Калифорния стала первым штатом, где было установлено более 1 ГВт мощности за квартал, но его примеру следуют и другие американские штаты, которые, таким образом, становятся членами <Клуба гигаватт> (Gigawatt Club): Северная Каролина, Аризона, Массачусетс, Нью-Джерси и Невада. Потребовалось 40 лет, чтобы установить 1 млн солнечных батарей на крышах американских домов. В ближайшие два года вне зависимости от политики Трампа будет установлено еще более 2 млн солнечных батарей — говорят эксперты.

Бразилия

В Бразилии началось строительство парка солнечных модулей, который, в комплексе с другими аналогичными парками, станет крупнейшей в Южной Америке солнечной электростанцией.

Мощность этой части электростанции <Пиауи> составит 292 МВт. Парк будет состоять из модулей, установленных на поворотном механизме и оснащенных системой слежения за Солнцем. Солнечная электростанция будет ежегодно производить более чем 600 ГВт*час электроэнергии. СЭС сдадут в эксплуатацию во второй половине текущего года. Бразилия — активная сторонницей <зеленого> тренда. Так, в планах у бразильских властей — выйти на мощность в 3 тыс. МВт (134 СЭС) к 2019 году. При этом до недавнего времени часть электроэнергии в стране поступала от гидроэлектростанций (ГЭС), однако череда засушливых сезонов заставила правительство пересмотреть стратегию энергопотребления и сделать ставку на возобновляемые источники.

Саудовская Аравия

Крупнейший мировой производитель нефти решил слезть с <нефтяной иглы> и планирует возвести к 2023 г. около 10 гигантских электростанций на солнце и ветре. Королевство планирует производить уже к 2023 г. 30% электричества за счет возобновляемых источников энергии.

Мексика: стать независимой

<Возобновляемая звезда> Мексики резко поднялась благодаря успешным аукционам ВИЭ весной и осенью 2016 г. Эти аукционы принесли миллиарды долларов в виде инвестиций для производства и рекордно низкие цены для выработки электроэнергии. Мексика планирует построить более 15500 миль электропередач до 2030 года и снизить свою зависимость от североамериканских энергетических источников. Гибкая эксплуатация комбинированных ВИЭ будет иметь решающее значение для обеспечения достаточного уровня гибкости и независимости мексиканской энергосистемы.

Швеция: без атома, но с ветром

По итогам прошлого года 57% электроэнергии в Швеции было произведено на основе ВИЭ, в первую очередь ГЭС, но также и ветроэнергетикой, которая обеспечивает сегодня уже около 10% выработки. Государственная цель — 50% ВИЭ в производстве электричества к 2020 г. была выполнена на 8 лет раньше срока. Доля ВИЭ в конечном потреблении энергии (включая все сектора — тепло, транспорт) 52% — первое место в ЕС, во многом благодаря развитой биоэнергетике.

Летом 2016 года в Швеции было заключено межпартийное соглашение по поводу энергетической политики страны. В его рамках были установлены две основные цели: к 2045 году Швеция должна стать климатически нейтральной, то есть баланс выбросов парниковых газов должен стать нулевым или отрицательным. Кроме того, к 2040 году 100% электроэнергии должно вырабатываться на основе возобновляемых источников энергии.

Настроения в шведском правительстве по поводу перспектив мирного атома поменялись буквально за несколько месяцев. Во-первых, шведские чиновники признали, что атомная энергетика становится неконкурентоспособной экономически. Швеция отказывается от субсидирования атомной энергетики. <ВИЭ становятся все дешевле и дешевле, и в строительстве, и в эксплуатации. С учетом низких цен на электроэнергию на оптовом рынке, маловероятно, что оставшиеся состарившиеся ядерные энергоблоки будут заменены новыми>, — подчеркивает глава шведской Энергетической инспекции Анне Нильсон (Anne Vadasz Nilsson). — У нас низкая плотность населения и множество подходящих мест для размещения крупных объектов ветроэнергетики, и в Швеции существует большой потенциал для её развития>.

Шотландия: спиной к нефти

Половина тепла, транспортных и энергетических потребностей электроэнергии Шотландии к 2030-му году будут удовлетворены возобновляемыми источниками энергии — заявляют представители правительства страны. А к 2032 году планируется сократить выбросы парниковых газов на 66%.

Проект шотландской Энергетической стратегии определяет видение перехода от нефти и газа к низкоуглеродной экономике к 2050 году. К слову, в 2013 году только 13% от общего конечного потребления энергии Шотландии приходилось на возобновляемые. В Энергостратегии планируется <вновь обратить внимание> на энергоэффективность — есть обязательство переоборудовать дома Шотландии в здания с нулевыми выбросами. Есть планы развития рынка <зеленых облигаций> и альтернативных финансовых моделей для поддержки низкоуглеродных технологий и углеродных услуг.

Правительство заявило, что поддержит 13 проектов на ?50 млн, которые будут развивать низкоуглеродные стратегии и возобновляемые источники электроэнергии. Планируется переключить два миллиона домов на отопление с низким уровнем выбросов углерода к 2032.

Индия: с опережением планов

Индия стремится к тому, чтобы, по крайней мере, 40% электроэнергии к 2030-му году вырабатывалось из возобновляемых источников. Пока львиная доля электричества Индии обеспечивается при помощи угля, но чиновники обещают, что страна перевыполнит свои обязательства по ВИЭ на три года раньше. Особое внимание уделяется солнечной энергетике — ее доля на данный момент составляет 16%. Планируется построить 33 солнечных парка в 21 штате с мощностью не менее 500 МВт каждый. Правительство предоставляет субсидии на данные цели, а также планирует увеличить инвестиции в солнечную энергетику до $100 млрд.

Возобновляемая энергетика-2017. Проекты

Самая большая солнечная электростанция близ Дубаи

В январе в Объединенных Арабских Эмиратах близ Дубаи начались работы по сооружению самой большой в мире солнечной электростанции на базе фотогальванических элементов. Проект <Солнечный парк Мохаммеда бин Рашид аль-Мактума> добавит в общую энергосистему страны 800 МВт, сократив количество выбросов углекислого газа в атмосферу на 6,5 млн тонн ежегодно.

Солнечные батареи первой очереди электростанции будут занимать общую площадь в 16 кв. км. Свой окончательный вид будущая солнечная электростанция обретет к 2030 году. Тогда ее мощность составит не менее 1000 МВт. При этом стоимость вырабатываемой ею энергии составит порядка 2,99 цента за кВт*ч.

Строительство новой солнечной электростанции производится в рамках государственной программы, целью которой является получение к 2050-му году половины всей вырабатываемой в стране энергии из экологически чистых возобновляемых источников. Если темпы развития солнечной энергетики в ОАЭ сохранятся, то к 2020 году на ее долю придется 7%, к 2030 году — 25%, и к 2050 году — 75% от общего количества вырабатываемой в стране энергии.

Солнечная дорога Франции

Во Франции открыта первая в мире <солнечная дорога>. Участок длиной 1 км выложен проходит через городок Турувр-о-Перш в Нормандии. Проект финансируется министерством окружающей среды Франции. Назвали участок дороги Wattway.

Он покрыт 2880 солнечными батареями, которые могут сгенерировать до 767 кВт*ч в сутки. Предполагается, что этой энергии хватит на то, чтобы обеспечить общественное освещение для города с населением в 5 тыс. человек. Экспериментальный участок трассы будет работать два года — за это время удастся рассчитать точное количество выработанной электроэнергии.

Солнечная башня в Израиле

Израиль начал строительство самой высокой в ??мире башни, которая будет превращать солнечный свет в электроэнергию. Она поднимется на 250 метров над пустыней Негев.

Сооружение, которое сопоставимо по высоте с домом в 80 этажей, будет состоять из 4-х частей, каждая из которых предназначена для различных видов солнечной энергии. Вокруг башни разместится 50 000 гелиостатов, а общая площадь этой блестящей поверхности составит более 3-х кв. км. Если все эти гелиостаты соединить в одно большое зеркало, то его площадь составит 1 кв км.

Планируется, что строительство завершится примерно через год, и тогда станция сможет генерировать ежедневно 310 мегаватт. По словам разработчиков, этого достаточно для обеспечения электроэнергией 130 000 домов или почти 5% населения Израиля.

Датский ветрогигант

Модернизированная морская ветровая турбина в городе Остерлид (Дания) установила мировой рекорд, произведя за 24 часа 216 МВт*ч электроэнергии. Предыдущий рекорд принадлежит ветрогенератору, который в 2014 году выработал 192 МВт*ч в сутки.

Ветряк-рекордсмен представляет собой гигантское сооружение с гондолой весом 390 тонн и 140-метровой башней (полная высота ветрогенератора с учетом размаха лопастей составляет 220 метров). Площадь вращения лопастей, каждая из которых имеет длину 80 метров и весит порядка 35 тонн — 21124 тыс. кв. м (три футбольных поля).

Изначально ветряк был оснащен генератором мощностью 8 МВт, однако в 2016 году его модернизировали, подняв мощность до 9 МВт. Теперь ветровая турбина способна обеспечить электроэнергией порядка 7500 среднестатистических европейских домохозяйств.

Возобновляемый футуризм

Плавучие панели

В ближайшие 8-10 лет появится большое количество плавучих солнечных панелей, которые будут размещать на поверхности естественных и искусственных водоемов — утверждают эксперты. Причина — недостаточное количество свободного места для установки объемных энергопанелей. Кроме того размещение солнечных батарей на поверхности воды имеет свои преимущества — панели могут естественным образом охлаждаться, и от воды отражается свет. Все это приводит к их высокой производительности и эффективности. По мнению специалистов, применять такую технологию целесообразнее всего на водоочистных сооружениях, дамбах, каналах и водохранилищах. Предполагается, что в первую очередь плавучими фотоэлементами обзаведутся такие страны, как Япония, Китай, Великобритании и Бразилия. В частности, сейчас уже лидером применения подобной технологии является Япония, у которой очень ограничены объемы доступной суши, и на долю которой приходится 75% рынка плавучих солнечных панелей. Самой крупной фермой плавучих солнечных панелей на сегодняшний день называют резервуар на дамбе Ямакура в Японии, которая производит 13,7 МВт*ч энергии.

<Умные блокчейны>

Кроме технологических инноваций ВИЭ стимулируют интеллектуальные прорывы. Апогеем футуризма кажется внедрение идеи блокчейнов — цепочки блоков транзакций, по сути, являющейся распределенной базой данных. Идея максимально проста: блокчейн — огромная база данных общего пользования, которая функционирует без централизованного руководства. Впервые термин был использован как название базы данных, используемой в платежной системе на основе криптовалюты <Биткоин>. Основное преимущество блокчейна перед традиционными банковскими транзакциями — отсутствие посредников.

Блокчейны в настоящий момент используются в области энергетики для реализации самых разных идей и проектов — от разработки альтернативной валюты для торговли и мотивации поставщиков электричества до внедрения <умных> контрактов для управления транзакциями на энергетическом рынке.

Солнечная криптовалюта

В 2014 г. была запущена экологическая криптовалюта, призванная стать дополнительным стимулом к развитию солнечной энергетики. Ее создатели планируют при ее помощи добиться выработки 97500 ТВт*ч солнечной энергии в течение 40 лет. Для подтверждения сделок сейчас используется система proof-of-stake-time — метод защиты и хранения определённого количества средств на счету. Заработать валюту может любой желающий — и организация, и частное лицо. Производитель получает по одному соларкоину за каждый мегаватт, выработанный при помощи энергии Солнца и подтвержденный третьей стороной.

Электростанциям не нужно делать никаких взносов, достаточно только производить электроэнергию, а компания SolarCoin не берет с них долю. Валюта вырабатывается исключительно ради развития чистой энергетики.

Создатели надеются, что в их валюту поверит достаточное количество людей, чтобы она получила реальную ценность и стала использоваться в транзакциях. ElectricChain, дочерняя компания SolarCoin, также развивает несколько проектов, связанных с использованием блокчейнов в солнечной энергетике. Ее главная цель — <построить крупнейший в мире открытый научный прибор для мониторинга Солнца на основе блокчейна SolarCoin>. Эту систему собираются использовать для различных как научных, так и финансовых целей.

Умные сертификаты

В 2002 году для развития инвестиций в возобновляемую энергетику были созданы сертификаты производителей возобновляемой энергии (REC). Один REC подтверждает выработку 1 МВт*ч электричества из возобновляемых источников. Солнечные и другие электростанции используют сертификаты REC для того, чтобы продемонстрировать объемы вырабатываемой ими чистой энергии. Затем они продают их коммунальным компаниям, которые по закону обязаны использовать определенное количество энергии из возобновляемых источников.

Проблема данной системы заключается в том, что объем вырабатываемой энергии рассчитывается по оценкам и прогнозам. Это приводит к появлению довольно изобретательных способов расчета, и в действительности сертификаты могут завышать количество выработанной чистой энергии. Решить проблему пытаются компании IDEO CoLab, Nasdaq и Filament, создавшие проект Smart Solar. Его суть в использовании технологий блокчейна и интернет-моделей, с помощью которых солнечные панели будут снабжены оборудованием, автоматически рассчитывающим выработку энергии и количество REC.

Микросети — новый способ передачи энергии

Недостаток больших сетей — их уязвимость. В случае природного катаклизма может отключиться вся сеть. Появился новый способ передачи электричества — микросети. Они представляют собой доступные, безопасные и экологичные решения для выработки и распределения электроэнергии на небольшой области. Один из проектов, делающих первые шаги в этом направлении, — Brooklyn Microgrid. Система будет работать на базе общественной блокчейн-платформы Ethereum. Сервис будет автоматически и в реальном времени обновлять данные о транзакциях и энергопотреблении с помощью списка, защищенного криптографическими алгоритмами.

Создатели Brooklyn Microgrid надеются увеличить количество чистой электроэнергии, вырабатываемой в пределах территорий, использующих микросеть. При чрезвычайных ситуациях и отключениях можно регулировать объемы выработки и потребления, чтобы гарантировать безопасность населения и бесперебойную работу сети. В рамках Brooklyn Microgrid также предусмотрены стимулы для инвестиций в чистую энергетику, что поможет сохранить окружающую среду и создать рабочие места.

Каковы же прогнозы развития ВИЭ в 2017? Этот год обещает стать годом осознания со стороны широкой общественности основных изменений в области энергетики. С наступлением поворотного момента становится перспективным инвестирование все больших средств в возобновляемую энергетику. Энергетическая революция, о необходимости которой говорили климатологи и экологи, свершилась. Ее эффект будет проявляться все больше и больше с каждым годом. Теперь с уверенностью можно сказать, что отныне мотивация развивать ВИЭ будет проистекать в большей степени из экономических выгод, нежели из экологических причин.

Ольга Подосеноваг

Источник: http://bellona.ru/2017/02/08/renewable-ambitions/

Бюллетень Союза «За химическую безопасность»