Об утверждении схемы и программы перспективного развития электроэнергетики Нижегородской области на 2017 - 2021 годы

8. Прогноз развития энергетики Нижегородской области на основе ВИЭ

Одной из основных задач в сфере энергосбережения и повышения энергетической эффективности Нижегородской области является увеличение доли производства электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии на 4,5% к 2020 году. Общий объем производства энергии с использованием ВИЭ при этом должен возрасти на 30 тыс. т.у.т.

В 2008 году ICF подготовлен отчет по анализу потенциала ВИЭ для энергоснабжения Нижегородской области. В соответствии с данным документом произведена оценка технологического потенциала возобновляемых источников, перспективных для Нижегородской области.

Рисунок 8-1. Технологический энергопотенциал возобновляемых источников энергии (тыс. т.у.т., %), перспективы для Нижегородской области

В качестве базовых для масштабного развития возобновляемой энергетики в Нижегородской области авторами исследования [4] выбрана ветроэнергетика (с суммарной установленной мощностью до 150 МВт к 2020 году), гелиоэнергетика (тепловая и электрическая с суммарной установленной мощностью примерно 180 МВт к 2020 году) и биоэнергетика (с суммарной установленной мощностью до 125 МВт к 2020 году).

Выбор данных опорных видов ВИЭ был обусловлен прежде всего тем, что авторы считали ресурсообеспеченность региона солнечными и ветровыми ресурсами достаточно высокой, а также в связи с большими перспективами наращивания потенциала биоэнергетики на базе отходов деревообработки, а также биологических отходов сельскохозяйственного производства. По сути, авторами данные направления выбраны с учетом их взаимной конкуренции за инвестиции.

При этом авторами отмечено, что целевые показатели выбирались с учетом того, что в Российской Федерации в 2008-2009 гг. должны были вступить в силу нормативные акты, предусматривающие ряд льгот (экобонусов) для поддержки ВИЭ.

В соответствии с [4] плановая установленная мощность ветроэлектростанций (ВЭС) к 2010 году должна была составить 25 МВт (при выработке 21 млн. кВт*ч), к 2015 году - 75 МВт (при выработке 197 млн. кВт*ч), к 2020 году - 150 МВт (при выработке 354 млн. кВт*ч).

В рамках отчета по технико-экономической оценке и обоснованию эффективности развития отдельных технологий и проектов ВИЭ для энергоснабжения Краснодарского края, Астраханской и Нижегородской областей [5], выполненного в 2008 году, также предлагался для реализации пилотный проект по установке ВЭС суммарной мощностью 25 мВт и выработкой 57,4 млн. кВтч. В целом, в работе отмечалась экономическая эффективность такого проекта.

Таблица 8-1. Планируемые целевые показатели производства и потребления электроэнергии ВИЭ в Нижегородской области

Как можно видеть из приведенных данных согласно отчетам ICF [4,5], среднее число часов использования максимума установленной мощности для ВЭС составляет свыше 2000 часов, а коэффициент использования номинальной мощности ВЭС - свыше 20%.

Вместе с тем, по данным наблюдений Нижегородского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды на территории области средняя годовая скорость ветра на высоте 10 метров составляет около 2,5-4 м/с, тогда как для развития ветроэнергетики большой мощности значение должно быть не менее 10 м/с.

Единственная ветроэнергетическая установка на территории области установлена в с. Татинец Кстовского района Нижегородской области. Ее установленная мощность составляет 180 кВт, а выработка в год - порядка 17,5 тыс. кВт*ч. Таким образом, число часов использования мощности составило всего 97 часов из 8760, а коэффициент использования номинальной мощности - чуть более 1%.

Сравнивая эти экспериментальные данные с заложенными в расчет экономической эффективности параметрами работы ВЭС, можно сделать вывод, что при текущем развитии техники и технологий внедрение ВЭС на территории Нижегородской области будет экономически не целесообразным. Таким образом, существенное развитие ветроэнергетики на территории Нижегородской области представляется маловероятным.

Использование фотоэлектрических элементов для выработки электроэнергии признано состоятельным согласно [5] лишь при наличии экобонусов. Следует также отметить, что согласно [6] энергетический потенциал солнечной энергии составляет примерно 3 кВт*ч/кв.м/день. Т.е. с 10 кв. м площади в год в максимальном варианте (при КПД фотоэлементов 13%) можно получить всего чуть более 1,3 тыс. кВт*ч, что примерно соответствует потреблению электроэнергии одной семьей. При этом по самым оптимистичным оценкам срок окупаемости такой установки составит не менее 11 лет (при стоимости установки примерно 750 евро за 1 кВт). В таких условиях и с учетом того, что в российском законодательстве отсутствуют стимулирующие внедрение ВИЭ меры, развитие солнечной энергетики на территории Нижегородской области в ближайшей перспективе также вызывает сомнение. Окупаемость проектов солнечных тепловых электростанций достаточно большой мощности (1 МВт) в [5] также оценивается в 10-14 лет.

Также надо отметить, что исследования, проведенные Институтом высоких температур Российской академии наук (ИВТ АН) совместно с МГУ им. М.В. Ломоносова, свидетельствуют о проблемах с получением приемлемых экономических показателей для снабжения изолированных потребителей электроэнергией от солнечных фотоэлектрических энергоустановок и ветрогенераторов. Так, для получения от них 0,1 кВт электрической мощности (с коэффициентом гарантированной выдачи 99,8) на территории Нижегородской области потребуется установка от 5 и более квадратных метров солнечных панелей или от 1 до 3 кВт ветрогенераторов. Помимо капиталовложений в генерирующие мощности для обеспечения указанного коэффициента гарантированной выдачи потребуются дополнительные весьма высокие затраты на аккумуляторные батареи, доходящие до 500 ам.долл./кВт (рисунок 8-2 и рисунок 8-3).

     Рисунок 8-2. Расчетная установленная мощность ветроустановки (Н = 50 м, скорость ветра 10 км/ч) для выдачи гарантированной (Кгот = 99,8%) электрической мощности 0,1 кВт потребителю [4,5]

Рисунок 8-3. Расчетная установленная площадь фотоэлектрических элементов для выдачи гарантированной (99,8%) электрической мощности 0,1 кВт потребителю (при оптимальном наклоне поверхности к Солнцу - для Нижегородской области - (-150) к широте местности)