Россия в обозримой перспективе не будет испытывать недостатка в традиционных энергоресурсах, причем относительно недорогих. Поэтому имеется большая вероятность того, что возобновляемая энергетика в стране еще долго будет "на подхвате" у большой энергетики и являться "нишевым продуктом", то есть найдет применение в сфере автономного энергообеспечения. Тем не менее вряд ли Россия останется в стороне от мировой тенденции развития автономной энергетики, и если российское энергомашиностроение не будет к этому готово, то рыночный сегмент ВИЭ в стране окажется полностью занят иностранными производителями, работающими по своим стандартам. Не исключено также, что определенное развитие возобновляемая энергетика может получить и в "сетевом" варианте, особенно в районах с хорошим потенциалом ВИЭ и при наличии внерыночной поддержки. Темпы развития ВИЭ в стране прогнозируются высокие, но это пока что следствие "низкой базы".
Соответствующие компетенции могут потребоваться в случае вынужденного ускоренного развития ВИЭ под воздействием глобальной климатической политики и взятых Россией в ее рамках обязательств. Кроме того, разработка передовых технологий ВИЭ и организация производства в стране соответствующего оборудования, конкурентоспособного на мировом рынке, поможет расширить номенклатуру и увеличить объемы высокотехнологичного экспорта. Емкость мирового рынка для такой продукции большая, хотя и конкуренция на нем высокая.
Принципиально важно также принимать во внимание очень высокие темпы технического совершенствования энергоустановок на базе ВИЭ и постоянного снижения их стоимости.
Это означает, что научно-технологическое развитие в данной области должно осуществляться по широкому числу направлений, преимущественно на переднем крае исследований и разработок. К ним относятся разработки в области солнечной, ветровой и водородной энергетики, а также накопителей электроэнергии.
Накопители электроэнергии являются критически важной технологией для развития автономного обеспечения и распределенной генерации на базе ВИЭ. С увеличением КПД и срока их службы, сокращением удельных капитальных и эксплуатационных затрат они смогут значительно увеличить эффективность применения ВИЭ, прежде всего со стохастической энергоотдачей (солнечной и ветряной энергии).
Солнечная энергетика. В России имеются возможности для максимальной (до 90%) локализация производства компонентов солнечных электростанций (СЭС), включая производство стекла и полимеров нужного качества, газов высокой чистоты, инверторов, контроллеров и компонентов систем управления. Для развития собственных технологий и производства в среднесрочной перспективе перспективными представляются разработка:
- каскадных фотопреобразователей с использованием полного спектра солнечного излучения, высоким КПД и длительным ресурсом работы;
- некремниевых фотопреобразователей различного типа;
- сопутствующего силового электронного оборудования с целью создания конкурентоспособных солнечных электростанций нового поколения, в том числе сетевых инверторов большой мощности с выходным напряжением 6-10 кВ с улучшенными эксплуатационными параметрами.
В стране разрабатываются технологии формирования активных слоев некремниевых фотоэлектрических модулей с применением физических или химических методов нанесения композиций типа CuInGaSe, производства высокоэффективных концентраторных фотоэнергоустановок с каскадными гетероструктурными солнечными элементами с КПД около 40 процентов. Они могут стать основой для отечественного производства тонкопленочных ФЭП по технологии CIGS до 600 МВт/год и концентраторных фотоэнергоустановок с каскадными гетероструктурами до 150 МВт/год, что позволит удовлетворить предполагаемый внутренний спрос на солнечные модули, в том числе крышной и фасадной установки.
Ветроэнергетика. В России имеются огромные ресурсы энергии ветра, особенно в прибрежной зоне омывающих морей. Использование этих ресурсов на побережье северных морей осложняют суровые климатические условия, масштабы применения лимитированы небольшими объемами электропотребления. В кратко- и среднесрочной перспективе рациональным направлением технологического развития отечественной ветроэнергетики представляется лицензионное освоение с достижением полной локализации:
- производства ветрогенераторов с горизонтальной осью мощностью 1-3 МВт и более;
- технологии создания и эксплуатации крупных сетевых ВЭС на суше и в море.
В долгосрочной перспективе это даст возможность создания отечественных ветрогенераторов единичной мощностью до 10 МВт для береговых и морских ВЭС, в том числе в арктическом исполнении, способных длительно и надежно работать в условиях Арктики.
Среди дополнительных технологий важная роль принадлежит системам оптимального автоматического управления режимами работы ВЭС и прогнозирования ветропотенциала.
Малая гидроэнергетика, использование приливов и волн. Экономически привлекательных ресурсов в данном сегменте ВИЭ относительно немного. Для их использования разрабатываются:
- безнапорные свободнопоточные микроГЭС, низконапорные малые ГЭС, в том числе понтонные с электронной системой регулирования частоты вращения;
- поплавковые волновые электростанции разных модификаций;
- приливные электростанции различных конструкций.
Требуется разработка методов и материалов, обеспечивающих повышение надежности и долговечности элементов проточных частей турбин малых ГЭС в условиях абразивного износа при эксплуатации в горной местности.
Геотермальная энергетика. Экономически конкурентоспособных ресурсов традиционных видов геотермальной энергии в стране немного, и сосредоточены они в районах с небольшим электропотреблением. В кратко- и среднесрочной перспективе разработки направлены на повышение эффективности работы геотермальных электростанций, реализацию бинарного цикла, защиты оборудования от коррозии и эрозии, а также на решение природоохранных проблем.
В долгосрочной перспективе рассматриваются возможности использования повсеместно распространенного глубинного тепла земных недр (с глубины 5-10 км и более) и создания необходимых технологий: дешевого бурения кристаллических пород, повышения их пористости, циркуляции теплоносителя и т.д.
Водородная энергетика. Длительное время в ряде стран мира, и в России в частности, ведутся разработки большого числа технологий производства, хранения и использования водорода. Предполагается, что их успешное завершение позволит создать технологическую основу для возможного перехода в будущем к водородной энергетике. По современным представлениям, она будет базироваться на ВИЭ, в отличие от ранних концепций, основанных на ядерной энергии.