Потенциал солнечной энергии в Украине

По сообщению агентства Deutsche Welle, альтернативная энергетика может составить до 40% от общего энергобаланса Украины. Таковы результаты соответствующего исследования, о которых сообщил председатель Украинской ассоциации производителей альтернативного твердого топлива Иван Надеин.

СВЕТЛОЕ БУДУЩЕЕ В ПРИНЦИПЕ ВОЗМОЖНО

По профессиональным оценкам, каждый второй киловатт электроэнергии в Украине вырабатывается на атомных электростанциях. И радикально изменить это соотношение в ближайшие десятилетия будет очень трудно. Ведь без учета прогнозных потерь от аварий и катастроф, произведенный на АЭС ток остается самым дешевым, сказал И. Надеин. Вместе с тем, пренебрежение потенциалом альтернативной энергетики недальновидно.
«По нашим исследованиям, на сегодня технически достижимый потенциал использования биомассы, ветряной, солнечной, геотермальной и других источников возобновляемой энергии может составить до 40% от общего энергобаланса Украины», — говорит Надеин и считает, что вместе с введением энергосберегающих технологий этот показатель может достигнуть 60% энергобаланса.
Эксперт раскритиковал вложения государством «сотен миллионов гривен в развитие газовой инфраструктуры, в частности, газопроводов среднего давления, в то время, как добыча газа ежегодно уменьшается». Все это лишь увеличивает энергозависимость Украины от импорта не только газа и нефти, а с подписанием рамочного соглашения с РФ о достройке двух энергоблоков и монопольной поставки ядерного топлива из России — и в ядерной энергетике, считает И. Надеин. Ведь сегодня государство уже импортирует до 60% энергоресурсов, включая ядерное топливо.
Намерения Правительства заменить к 2030 г. до трети энергобаланса на альтернативные виды энергии — это, безусловно, оптимистичный сигнал, пока не подкрепленный практическими результатами в развитии возобновляемой энергетики Украины.

ПОСТОЯННАЯ УГРОЗА «МИРНОГО АТОМА»

Несмотря на осознание важности атомных станций в энергобалансе страны, украинцы негативно относятся к ядерной энергетике. Результаты всеукраинского исследования (см. рис. 1–3), проведенного Институтом Горшенина в марте 2011 г. (сообщение УНИАН)*, свидетельствуют об этом.
Согласно данным, 70,2% украинцев опасаются, что на украинских АЭС может произойти серьезная авария (см. рис. 1). Из них 41,8% точно опасаются и 28,4% — скорее опасаются подобных катастроф. При этом 8,1% украинцев совсем не опасаются подобной угрозы, 13,2% — скорее не опасаются. Затруднились ответить на данный вопрос 8,5% респондентов. Согласно опросу, большинство украинцев считают, что атомные электростанции опасны с экологической точки зрения (см. рис. 2). Так, 40,8% респондентов считают, что АЭС точно опасны и 25,4% — скорее опасны. Безопасными с экологической точки зрения АЭС считают 11,3% и скорее безопасными — 15,8%. Затруднились ответить на данный вопрос 6,7% респондентов.

---

* Институт Горшенина провел телефонный опрос на тему: «Ядерная безопасность в Украине» с 15 по 16 марта 2011 года в связи с авариями на японских АЭС, вызванных землетрясением и цунами. Всего по случайной выборке было опрошено 1000 респондентов в возрасте от 18 лет во всех областных центрах Украины, городах Киеве и Севастополе. Квотами были регион проживания, пол и возраст респондентов. Погрешность репрезентативности исследования не превышает ±3,2%. (УНИАН)

Правительства западных стран в связи с авариями в марте 2011 г. на японских ядерных станциях Фукусима-1 и Фукусима-2 оперативно начали принимать решения по пересмотру планов развития собственной атомной энергетики.
В частности, Швейцария полностью отказалась от планов по развитию ядерных АЭС, Германия остановила все энергоблоки предыдущих поколений (около 30% мощности атомных станций), которые буквально накануне японского землетрясения получили сертификаты о продлении срока службы на 8 лет, высказались об изменениях ядерных программ Франция и Великобритания. Россия проводит комплексную проверку на своих АЭС. Индия отказалась от планов по строительству ядерных станций (несмотря на недавно подписаннные соглашения по строительству).
Из-за событий в Японии российская компания «Росатом» может изменить планы по строительству атомных электростанций за рубежом, в том числе и строительство 3 и 4 энергоблоков на Хмельницкой АЭС в Украине. Как сообщил президент Национальной акционерной энергетической компании «Энергоатом» Юрий Недашковский, российская сторона рассматривает возможность уменьшения сроков и объемов проводимых работ.

Рис. 1. Украина: оценка населением угрозы аварии на АЭС

Очевидно, что, как и 25 лет назад, после трагедии в Чернобыле, в мире ожидается очередной всплеск практического интереса к экологически чистой и безопасной энергетике, особенно к фотоэлектричеству. Это повлечет очередной технологический прорыв и снижение себестоимости фотовольтаического оборудования при опережающем росте спроса на него.

VOX POPULI EST VOX DEUS

Большинство респондентов мартовского опроса Института Горшенина считают (см. рис. 3), что энергетическая политика Украины должна заключаться в разработке альтернативных источников энергии (38,7%), а также местных источников газа и нефти (28,8%). Далее идут развитие угольной промышленности (17,4%) и гидроэнергетики (13,6%). За строительство новых АЭС на территории Украины высказалось всего 5,2% украинцев. Затруднились с ответом 19,6% респондентов.
Из тех, кто ратует за альтернативные источники энергии, более 60% выступает за приоритетное развитие солнечной электрогенерации.

Рис. 2. Украина: оценка населением экологической опасности АЭС

Рис. 3. Украина: мнение населения, какой должна быть политика государства по развитию энергетики

Вывод из этого блока ответов — экологическое мышление уже стойко находится в массовом сознании украинцев, несмотря на понимание трудностей экономической составляющей этого вопроса и дороговизну самостоятельного обустройства жилища фотоэлектрическими установками без программ поддержки со стороны Правительства.
Насколько же фотовольтаическая электрогенерация потенциально применима в Украине?

ДАННОЕ НАМ СВЫШЕ

Институт восстанавливаемой энергетики НАНУ провел исследования по потоку солнечной радиации на территорию Украины, им определены удельные энергетические показатели поступления солнечной энергии и распределения энергетического потенциала солнечного излучения для каждой из областей Украины.
Среднегодовое количество суммарной солнечной радиации, которая поступает на 1 м² поверхности на территории Украины, находится в пределах: от 1070 кВт.час/м² в северной части Украины до 1400 кВт.час/м² и выше в АР Крым.
Потенциал солнечной энергии в Украине достаточно высок для широкого внедрения как теплоэнергетического, так и фотоэнергетического (фотовольтаического) оборудования практически во всех областях. Фотоэнергетическое оборудование может достаточно эффективно эксплуатироваться в течение всего года. Эти данные подтверждаются оценками международных экспертов. На рис. 4 представлены расчеты JRC (комиссии по природным ресурсам Европейского Союза) эффективного использования фотоэлектрических установок на территории Украины.

Рис. 4. Изокванты потенциала солнечной генерации в Украине (по данным ЕС) по наблюдениям за 2001–2008 г.

Потенциал фотоэлектрогенерации рассчитан для режима эксплуатации на уровне 75% от пикового, т.е. при выработке энергии в условиях средней освещенности в пределах 0,5–1,0 от максимальных значений падающей солнечной энергии. Меньшие значения освещенности (а значит, и уровня электрогенерации) отброшены. Таким образом, данные потенциала фотовольтаической электрогенерации в Украине приведены с занижением, или, так сказать, с запасом.
Современные фотоэлектрические преобразователи способны работать в диапазоне 3–100% освещенности (т.е., практически, начиная с освещенности, достаточной для того, чтобы разобрать газетный текст) при угле наклона падения лучей от нормали ±0°–83° с максимальным к.п.д. 37–38% и эффективным (среднегодовым) к.п.д. 16%.

МЕСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Срок эффективной эксплуатации гелиоэнергетического (фототермального) оборудования в южных областях Украины — 7 месяцев (с апреля по октябрь), в северных областях — 5 месяцев (с мая по сентябрь).
В климато-метеорологических условиях Украины для солнечного теплоснабжения эффективными являются применение плоских солнечных коллекторов, которые используют в качестве источника нагрева как прямое, так и рассеянное солнечное тепло. Концентрирующие солнечные коллекторы могут быть достаточно эффективными только в южных регионах Украины.
Очень эффективно совместное использование фототермальных модулей с фотовольтаическими. Известно, что при фотопреобразовании энергии света в электричество, обратная сторона фотомодулей достаточно сильно нагревается. Это тепло может быть использовано фототермальными элементами. Таким образом, экономится площадь, занимаемая фотомодулями, что важно для крышных или фасадных гелиоустановок.
Достаточно высокий уровень готового к серийному производству и широкий диапазон возможного приложения в Украине оборудования солнечной тепловой энергетики показывает, что для масштабного внедрение и получения значительной экономии топливно-энергетических ресурсов необходимо лишь повышение заинтересованности производителей к выпуску больших партий такого оборудования.
Для стимуляции спроса на гелио­установки для домохозяйств можно использовать успешный опыт Германии, мирового лидера по использованию Солнца для энергетических нужд, несмотря на то, что солнечный потенциал земель Германии значительно ниже солнечного потенциала областей Украины.

В ОСНОВУ БИЗНЕС-ПЛАНА

Превращение солнечной энергии в электрическую энергию в условиях Украины следует ориентировать в первую очередь на использование фотоэлектрических устройств. Наличие значительных запасов сырья для промышленности и имеющаяся научно-техническая база и опыт по изготовлению фотоэлектрических устройств может сполна обеспечить не только потребности отечественного потребителя, но и представлять для экспортных поставок больше двух третей выработанной продукции.

В таблице приведены энергетические показатели поступления солнечной радиации. Они являются базовыми при внедрении солнечного энергетического оборудования и рекомендуются к использованию в первую очередь проектировщиками объектов солнечной энергетики для технико-экономических обоснований, выбора типа оборудования (солнечные тепловые, фотоэлектрические установки), для определения их оптимальной мощности и срока эффективной эксплуатации оборудования в конкретной местности. Мировой технологический потенциал для массового производства фотовольтаических устройств прирастает. Свидетельство этому — выделение из экспозиции всемирной выставки по технологии стекла glasstec (проходит раз в два года в Германии) в отдельную выставку solarpeq, демонстрирующую производственное оборудование по изготовлению всех компонент для фотомодулей и даже роботизированные линии для массового выпуска самых перспективных (с точки зрения соотношения цена/характеристики) изделий — тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей для установки непосредственно на фасадах, крышах, балконах, ограждениях и в окнах жилых домов (BIPV, Building Integrated PhotoVoltaics).
Благодаря системам BIPV можно реализовать полностью энергетически самообеспечиваемые дома (см. «Архитектор», 2010, стр. 62–64) и даже жилье, которое «зарабатывает» на продаже избытка добытой им электроэнергии, окупая со временем свою полную стоимость (см. «Архитектор», 2010, стр. 49–55). Сейчас в ЕС разрабатывается общеевропейский стандарт для изделий BIPV общего назначения (см. Бизнес-Выпуск «Окна. Двери. Витражи», 2011, стр. 32–33).
Весной этого года в Берлине, в частности, пройдут научно-прак­тические дни, организованные фирмой Solarpraxis AG и устроителями solarpeq, а именно:

13 апреля 2011, Берлин, Германия, «Solar meets Glass» — 2 Промышленный саммит по качеству, логистике и материалам для отрасли производства изделий для солнечной энергетики;

14-15 апреля 2011, Берлин, Германия, «Thin-Film Industry Forum 2011» — «Форум тонкопленочной индустрии» — технология, техническая политика, рынки и финансирование, производство и развитие отрасли.

Подобные мероприятия происходят в течение года по всему миру. В то время как фотомодули у нас остаются чем-то вроде технической диковинки, в других странах фотовольтаика давно превратилась в мощную передовую индустрию, прирастающую огромными темпами, где сосредоточились все новейшие разработки, в том числе и нанотехнологические. Именно с фотовольтаикой связаны самые смелые планы передовых стран по изменению энергетической структуры и дальнейшему развитию энергетики.

Итак, жители Украины — за солнечную энергетику, есть все объективные предпосылки для ее развития, есть потребность страны в этом, есть частный спрос. Но, по-прежнему, нет отчетливого движения Правительства в этом направлении для создания условий опережающей замены традиционных и экологически небезопасных источников энергии на возобновляемые, налицо лишь обилие чиновничьих слов и заверений, что альтернативной энергетике в Украине нет альтернативы.
Председатель и инициатор создания Евразийского Объединения Зеленых Партий (ЕОЗП) А. Прогнимак сказал на презентации Экологической Конституции Евразии (ЭКЕ) 22 марта 2011 г. в Киеве: «За последние два десятилетия появилось множество международных и внутригосударственных документов, направленных на улучшение экологии конкретных стран и планеты в целом. Это стало модным трендом. Однако, как показывает их тщательный анализ, в большинстве своем документы имеют декларативный характер. Это просто набор красивых фраз и обещаний».
Очевидно, что сейчас пришло время, когда вместо слов нужно приступать к делу. И сейчас, с учетом растущего числа локальных экокатастроф, инициативам бизнеса по широкому внедрению гелиоэнергетики отводится ведущая роль.

---

Сергей Шовкопляс,
по материалам: www.ive.org.ua,
УНИАН, PVGIS, tsn.ua и др.