Эксперт № 50 (2013)

Эксперт Эксперт Журнал

За рубежом в странах, природные особенности которых позволяют развивать альтернативную энергетику, она повсеместно дотируется государством — либо через бюджет, за счет налогоплательщиков, либо посредством перекрестного субсидирования другими видами генерации. «У богатых свои причуды, — объясняет Полушкин. — Они облагают налогом традиционную генерацию и эти деньги направляют на подпитку нетрадиционных возобновляемых источников, поскольку такие источники не способны себя окупать при тех тарифах, которые приемлемы для населения и промышленности. Те ветряки, которые стоят сегодня в Германии, Нидерландах, Испании, других странах, не являются источниками, на которые можно рассчитывать. В баланс энергогенерации ни

Германии, ни Нидерландов ветряки не входят — национальный энергобаланс рассчитывается без них. Ветряки — это дополнительная энергия, которая служит только для экономии топлива и только в те периоды, когда есть ветер. А когда ветра нет, они останавливаются».

Гибриды: точечные удачи

В качестве решения проблемы дороговизны альтернативной электроэнергии наряду с сомнительной надежностью ее источников предлагается создание так называемых гибридных электростанций. Это совмещение в едином энергетическом контуре классической тепловой генерации (как правило, дизель-генератора) и альтернативной. Здесь возможны различные комбинации: дизель могут совмещать с ветряком, или с солнечной батареей, или с двумя этими источниками. В качестве варианта возможно даже использование в качестве дополнения к дизелю геотермальных источников энергии.

Примеры претворения подобной энергетической концепции в жизнь в мире имеются. Например, в России подобная станция была построена весной этого года в Горном Алтае в селе Яйлю силами компании «Ротек» на средства Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН в рамках научно-исследовательского проекта. Принцип ее работы прост: есть солнце — работает солнечная батарея, солнца нет — подключается дизель-генератор. Проблема в низкой мощности этой станции: всего 140 кВт — как двигатель «КамАЗа». При этом ее строительство обошлось примерно в 7 млн руб. Хотя такие станции и могут играть некоторую роль в экономии дизельного топлива (за три солнечных летних месяца удалось сэкономить 12 тыс. литров солярки примерно на 390 тыс. руб.), они экономически оправданны лишь как локальные источники энергии в таких селениях, как Яйлю, — удаленных, отрезанных от единой энергосистемы страны.

Есть более удачные гибриды. Например, в Германии энергетическая компания E.On совместно с канадским производителем энергооборудования Hydrogenics занимается совмещением ветрогенерации с водородными топливными элементами. Это гибридные станции мощностью до 2 МВт.

Водород может быть использован как топливо путем его окисления (горения) с выхлопом в виде водяного пара. Но для этого водород нужно произвести, проведя электролиз воды и затратив на это электрическую энергию. Подобный завод, кстати, был недавно реализован совместными усилиями «Русгидро» и японской компании Kawasaki в Магаданской области для утилизации энергии построенной там ГЭС.

В Германии для производства водорода вместо гидроэнергии используется электричество, вырабатываемое ветром. Пока дует ветер, можно накопить энергию, пустив ее на производство водорода, который можно сжигать в безветренную погоду. Эффективность такой «энергоконсервации» составляет, по оценке главы Hydrogenics Дэрила Вильсона, порядка 50%.

Установка по производству водорода сравнительно дешева. Инвесторы оценивают ее стоимость в 1 млн долларов за 1 МВт мощности — примерно во столько же обходится обычная тепловая станция (см. таблицу ). Однако высокой остается цена вырабатываемого ветром электричества, что делает сомнительными коммерческие перспективы подобных проектов.

Иногда рождаются необычные сочетания. Например, в американском городе Фаллон (штат Невада) компанией Enel была построена гибридная солнечно-геотермальная станция мощностью 59 МВт.

Однако считать подобные станции альтернативой обычной генерации затруднительно.

Дает себя знать их традиционный недостаток — маленькая мощность. Так, станция в Фаллоне по американским стандартам потребления должна давать энергию примерно для 50 тыс. домохозяйств. При этом проект обошелся примерно в 10 млн долларов за 1 МВт мощности. И он не может быть растиражирован: конкретно в Неваде удачно совпали жаркий солнечный климат и геологический разлом с геотермальными проявлениями. Понятно, что такие условия встречаются не везде.

В качестве варианта гибридной генерации можно рассмотреть многотопливные (чаще всего двухтопливные) станции. Это модернизированные дизельные генераторы, способные работать как на дизельном топливе, так и на сырой нефти или газовом топливе. Подобные машины производятся и в России, например на Коломенском заводе. Обычно такие генераторы имеют сравнительно небольшую мощность — 1,5–2 МВт (как двигатель тепловоза). Выпуск двухтопливных (дизель и газ) генераторов достаточно высокой (до 17 МВт) мощности налажен финской компанией V"artsil"a (с недавних пор имеет производственную площадку в Пензе). Отдельные генераторы могут быть соединены в «батарею», и в совокупности получается станция достаточно большой мощности.

V"artsil"a строит многотопливные электростанции мощностью до 70 МВт в странах третьего мира: Доминиканской Республике, Нигерии. В 2008 году двухтопливная станция совокупной мощностью 300 МВт («батарея» из 18 двухтопливных генераторов V"artsil"a 18V50DF) была пущена в азербайджанской нефтепромышленной зоне Сангачал по заказу компании Azer Enerji.

У подобных станций есть преимущество — надежная работа в случае перебоев с поставками базового топлива (как правило, газа). Во время перебоев здесь может сжигаться дизельное топливо или сырая нефть. Однако этим их достоинства исчерпываются, поскольку газ значительно дешевле дизельного топлива. При расчете затрат на приобретение топлива для выработки 1000 кВт·ч энергии получается, что газ оказывается дешевле дизеля почти в семь раз (см. график 4 ).

Любой альтернативный киловатт, таким образом, оказывается поистине золотым. И потому не может конкурировать с традиционной генерацией.

Быстрые нейтроны

Однако поборникам новых технологий не стоит отчаиваться. Жизнеспособная альтернатива традиционной тепловой генерации все же есть, хотя и не в рамках так называемой альтернативной энергетики. Речь идет об атомной генерации.

Александр Григорьев (ИПЕМ), отдавая должное водородным накопителям энергии, которые уже в обозримом будущем могут сыграть поистине революционную роль в развитии энергетики, указывает, что первую скрипку в энергетической симфонии XXI века будет играть атомная энергетика: «У атомной энергетики есть определенная цикличность, и циклы эти связаны, как правило, с аварийными ситуациями на АЭС: Три-Майл-Айленд, Чернобыль, Фукусима — каждый такой случай останавливает распространение атомной генерации, а то и приводит к некоторому откату назад. Потом все понемногу успокаиваются и потихоньку начинают возвращаться к идее развития атомной энергетики».

Перспективным направлением атомной генерации могут стать реакторы на быстрых нейтронах. В таких реакторах существенно изменен спектр нейтронов — это нейтроны с большими энергиями, чем, скажем, в обычном российском водо-водяном энергетическом реакторе (ВВЭР), поэтому их называют реакторами на быстрых нейтронах (БН). Вместо воды, которую традиционно применяют в качестве теплоносителя, в реакторах БН используют натрий.

Россия сегодня — единственная в мире страна, которая занимается разработкой и эксплуатацией подобных реакторов. БН строили японцы, но эксплуатировать не стали. Строили и французы, однако довольно быстро свернули программу.