„Зелено“ поколение в Русия: какво пречи на получаването на електричество и топлина от слънцето

Днес, за да се осигури енергия на човечеството, е достатъчно 0,0125% от слънчевата радиация; за задоволяване на потребителските изисквания в бъдеще - 0,5% е достатъчно. Това предполага, че слънчевата енергия има огромен потенциал, нейните запаси надвишават всички съществуващи ресурси от нефт, въглища, газ и други източници на изкопаеми горива, взети заедно. Слънчевата енергия се счита за една от най-обещаващите области в развитието на възобновяемите енергийни източници (ВЕИ), но по някаква причина все още не е намерила своето място в глобалния енергиен сектор, особено в Русия.

Днес слънчевите централи (SPP) се използват активно като енергийни източници по целия свят. Разделяйки SES на типове, могат да се разграничат три: мини, малък и голям. Mini SES или мобилните системи са предназначени за захранване на преносими устройства: от калкулатори до автомобили, които са далеч от основния източник на електричество. Малките електроцентрали са станции, които осигуряват енергия на предприятия, обществени сгради и жилищни сгради. Големите слънчеви генериращи системи осигуряват електричество на цели региони и държави, включително територията, която няма свои собствени слънчеви електроцентрали.

Въпреки значителния технологичен прогрес в света, слънчевата енергия, подобно на друго „зелено“ поколение, трябва постоянно да се развива. В момента инженерите са изправени пред основната задача: да подобрят SPP технологиите по такъв начин, че да максимизират тяхната ефективност. Генерирането на слънчева енергия има редица предимства и недостатъци. Слънцето е безкраен източник на енергия, който предоставя на човечеството големи възможности за развитие на енергията в далечното бъдеще. Работата на SPP и слънчевата енергия не вреди на околната среда. От друга страна, създаването на една инсталация изисква доста скъпи материали - силиций и алуминий. Друг недостатък е ниската интензивност на слънчевата радиация. При най-благоприятните метеорологични условия слънчевият поток е само 250 W/m2. За да се получи необходимото количество електроенергия, е необходимо да се поставят слънчеви колектори на огромна територия от 130 хиляди км2 .

В Русия развитието на слънчевата генерация е бавно. Основният дял в енергийния баланс на страната е зает от нефт, въглища и газ. Въпреки това, според прогнозата на Международната енергийна агенция, делът на въглеводородите в Руската федерация постепенно намалява и до 2040 г. ще достигне 66%, отстъпвайки място на алтернативни енергийни източници. Днес делът на слънчевата енергия в енергийния баланс на страната е едва 0,001%. В сравнение със стойността на глобалния енергиен баланс, този процент е доста малък. Например Германия има най-високия дял на слънчевата енергия (21,58%) в енергийния баланс, който е няколко десетки хиляди пъти по-висок от руския показател.

Най-развитите региони на нашата страна в производството на слънчева енергия могат да бъдат наречени Република Алтай, Краснодар и Белгород. Най-голямата вътрешна станция с капацитет от 5 MW до момента е пусната през 2014 г. в Република Алтай - Кош-Агач SES. Кримският SES не е по-нисък от него. Поради геополитически проблеми и липсата на необходимата инфраструктура, полуостров Крим е принуден да разчита на алтернативни енергийни източници. Перово е най-голямата слънчева електроцентрала в Крим с мощност 105 MW.

Слънчева електроцентрала в Орск (снимка: www.orinfo.ru)

От гледна точка на законодателството за "зелената" енергия в Русия се разви противоречива ситуация. Резолюция на правителството на Руската федерация от 08.01.09 г. № 1-r "За основните насоки на държавната политика в областта на повишаването на енергийната ефективност на електроенергийната индустрия въз основа на използването на възобновяеми енергийни източници за периода до до 2020 г. "определя цели за производство на електроенергия въз основа на ВЕИ, които трябва да бъдат постигнати до определен период ... През 2020 г. делът на ВЕИ трябва да бъде 4,5%. От друга страна, в законодателството няма регулаторни документи, които да регламентират изцяло специфичния механизъм за свързване на ВЕИ към общата енергийна мрежа. Независимо от това, промяната в ситуацията към по-добро на ниво закон е видима и днес. Така в началото на 2015 г. влезе в сила Резолюция № 47 от 23.01.15 г. „За стимулиране на използването на възобновяеми енергийни източници на пазарите на електроенергия на дребно“, която позволява да се подобри механизмът за подпомагане на генериращи съоръжения, работещи на базата на ВЕИ.

Има и много други трудности в развитието на слънчевата енергия в Русия. Един от важните проблеми е структурата на цялостния енергиен баланс на страната, където производството на газ представлява значителен дял. Цената на слънчевата енергия в Русия е значително по-висока от цената на газа, което предотвратява бързото развитие на соларните електроцентрали в голям мащаб. Друг, не по-малко значим проблем следва от основния проблем - ниският интерес на инвеститорите. Дългият период на изплащане на проекта и ниската рентабилност на SES са причините за липсата на инвестиции и дължимото внимание от страна на частните предприемачи. Решението на проблема може да бъде само привеждането в съответствие на цената на газа с цената на слънчевата енергия, което ще направи възможно развитието на слънчева енергия без сериозни субсидии. Още през следващата година в Европа ще бъде постигнат баланс между двата енергийни източника, докато страната ни все още трябва да извърви дълъг път, за да постигне баланс между производството на слънце и газ. С всички качествени предимства на слънчевата енергия, тя има и друго слабо място - зависимостта си от метеорологичните условия и времето на деня. Икономически проспериращите региони на европейската част на Русия, като Московска и Ленинградска, имат ниска инсолация, тоест получават недостатъчно ниво на слънчева светлина. Изграждането на слънчеви електроцентрали в тези региони няма перспективи, тъй като не всички мощности на централата ще бъдат използвани.

Русия изостава от Европа по много начини, включително енергийния сектор. Независимо от това, има перспективи за развитието на „зелено“ поколение у нас и държавата започва да проявява интерес към използването на възобновяеми енергийни източници. До 2020 г. правителството на Руската федерация планира да построи още четири големи слънчеви електроцентрали. Така допълнително ще бъдат пуснати в експлоатация около 1,5-2 GW капацитет, а делът на слънчевата енергия в енергийния баланс ще се увеличи до 1%. Въпреки зависимостта на слънчевата енергия от метеорологичните условия, Русия има всички шансове да развие тази индустрия. Например, изграждането на слънчева електроцентрала в южната част на Руската федерация ще бъде обещаващо, тъй като тази зона е обект на висока изолация, което означава, че станциите ще могат да работят с максимален капацитет. В други части на страната слънчевата енергия може да се използва успешно чрез поставяне на SPP в район с недостиг на електроенергия. Най-изгодното строителство на слънчеви електроцентрали в близост до селскостопански предприятия, които са разположени на открити площи, отдалечени от основните електрически мрежи. Слънчевите централи изискват по-малко инвестиции от вятърните системи или отоплителните уреди, които изискват твърдо гориво за работа и са най-изгодното решение за осигуряване на икономика с електричество.

Техническото оборудване за пускането на нов SPP играе важна роля. През последните пет години оборудването за производство на слънчева енергия е спаднало значително, докато ефективността на слънчевите модули се е увеличила. Заедно с нарастването в интерес на по-евтината „зелена“ енергия, бързо се развива индустрията на технологии за активно наблюдение на енергията и управление на енергията на ниво едно съоръжение или цяла централа. Комбинирането на тези два аспекта в една система ще ускори развитието на руския енергиен сектор като цяло. Подобряването на генерирането на слънчева енергия на ниво масово използване е възможно само с достатъчна държавна подкрепа. Въвеждането на изисквания за задължително оборудване на слънчеви модули в някои административни и образователни сгради ще намали енергийното потребление на тези съоръжения и ще ускори развитието на слънчевата енергия в частния сектор на енергийния пазар. А затягането на законодателните изисквания за производството на домашно оборудване за слънчева енергия ще доведе до намаляване на инвестициите в изграждането на слънчеви електроцентрали.

Въпреки факта, че слънчевата енергия има огромен потенциал по целия свят и нейните запаси надвишават всички съществуващи ресурси, развитието на слънчевата енергия в Русия е много бавно. Основните причини са слабо развитата инфраструктура, високите разходи за нейната модернизация и дългият период на изплащане на инвестициите. Всичко това води до факта, че рентабилността на SES у нас не е висока и не представлява интерес за частните предприемачи - индустрията се развива главно от силите на държавата. Поради тежката геополитическа ситуация на полуостров Крим и следващото спиране на електрозахранването на Крим от Украйна е необходимо развитието на слънчева енергия - територията е принудена да разчита на алтернативни енергийни източници. Потребностите на Крим от електроенергия днес възлизат на до 1200 MW на ден, около 30% от тях се осигуряват от собствено поколение, което включва топлинни, слънчеви и вятърни електроцентрали, а от 500 до 900 MW се доставят по електропроводи от Украйна. Климатичните условия позволяват на полуострова да генерира до 30% от капацитета си, използвайки слънчева енергия - това е обхватът за развитие на индустрията там, където това наистина е необходимо.