Отчет - Исследование отрасли альтернативной энергетики Республики Казахстан. Том 3 Перспективные сегменты отрасли альтернативной энергетики

Подождите немного. Документ загружается.

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

введенных в эксплуатацию за год, доля Латинской Америки упала до 0,2% от

установленного в 2007 году.

Важным фактором жизнедеятельности ветроэнергетического рынка является показатели

темпа его роста относительно предыдущего года.

График 2 Среднегодовой темп роста ветроэнергетической отрасли, %

После сокращения средних темпов роста ветроэнергетических рынков во всем мире в

1999 и 2004 годах, темпы роста постоянно увеличиваются, начиная с 2004 года, достигнув

26,6% в 2007 году, по сравнению с 25,6 % в 2006 и 23,8% в 2005 годах. В тоже время

необходимо признать, что данный рост был обеспечен стремительным развитием таких

больших рынков как США, Испания и Китай, продемонстрировавших в 2007 году

показатели выше средних. Быстрое развитие рынка наблюдалось и во Франции, где за год

было введено в эксплуатацию 888 МВт новых ветроэнергетических мощностей, при этом

средний тем роста составил 57% по сравнению с предыдущим годом.

Источник: по данным отчета Всемирной ветроэнергетической ассоциации WWEA, посвященного

развитию мировой отрасли ветроэнергетики в 2007 г.,

http://www.wwindea.org/home/images/stories/pr_statistics2007_210208_ru.pdf

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

Таблица 1 Рейтинг стран в мировом ветроэнергетическом секторе

Место

страны в

ветроэнерг

етическом

секторе

2007

Страна/регион

Общая

установленная

мощность,

конец 2007

Новые

мощности,

2007

(разница

2007-2006)

Темп

роста

2007

Место

страны,

конец

2006

Общая

установленная

мощность,

конец 2006

Общая

установленная

мощность,

конец 2005

МВт МВт % МВт МВт

1 Германия 22 247,4 1 625,4 7,9 1 20 622 18 427,5

2 США 16 818, 8 5 215,8 45 3 11 603 9 149

3 Испания 15 145,1 3 515,1 30,2 2 11 630 10 027,9

4 Индия 7 850 1 580 25,2 4 6 270 4 430

5 Китай 5 912 3 313 127,5 6 2 599 1266

6 Дания 3 125 -11 -0,4 5 3 136 3 128

7 Италия 2 726,1 602,7 28,4 7 2 123,4 1 718,3

8 Франция 2 455 888 56,7 10 1 567 757,2

Соединенное

Королевство

2 389 426,2 21,7 8 1 962,9 1 353

10 Португалия 2 130 414 24,1 9 1 716 1 022

11 Канада 1 846 386 26,4 12 1 460 683

12 Нидерланды 1 747 188 12,1 11 1 559 1 224

13 Япония 1 538 229 17,5 13 1 309 1 040

14 Австрия 981,5 17 1,8 14 964,5 819

15 Греция 873,3 115,7 15,3 16 757,6 573,3

16 Австралия 817,3 0 0 15 817,3 579

17 Ирландия 805 59 7,9 17 746 495,2

18 Швеция 788,7 217,5 38,1 18 571,2 518

19 Норвегия 333 7,9 2,4 19 325 268

Новая

Зеландия

322 151 88,3 25 171 168,2

21 Египет 310 80 34,8 21 230 145

22 Бельгия 286,9 92,6 47,7 22 194,3 167,4

23 Тайвань (Китай) 280 92,3 49,2 23 187,7 103,7

24 Польша 276 123 80,4 26 153 73

25 Бразилия 247,1 10,2 4,3 20 236,9 28,6

26 Турция 206,8 142,2 220 31 64,3 20,1

27 Южная Корея 191,3 15 8,5 24 176,3 119,1

Чешская

Республика

116 59,5 105,3 34 56,5 29,5

29 Финляндия 110 24 27,9 28 86 82

30 Украина 89 3,4 4 29 85,6 77,3

31 Мексика 86,5 0 0 27 86,5 2,2

32 Коста-Рика 74 0 0 30 74 71

33 Болгария 70 34 94,4 37 36 14

34 Иран 66,5 19,1 40,4 36 47,4 31,6

35 Венгрия 65 4,1 6,8 33 60,9 17,5

36 Марокко 64 0 0 32 64 64

37 Эстония 58,1 25,1 76,1 39 33 33

38 Литва 52,3 -2,7 -4,8 35 55 7

39 Люксембург 35,3 0 0 38 35,3 35,3

40 Аргентина 29,8 2 7,2 40 27,8 26,8

41 Латвия 27,4 0 0 41 27,4 27,4

42 Филиппины 25,2 0 0 42 25,2 25,2

43 Ямайка 20,7 0 0 43 20,7 20,7

44 Гваделупа 20,5 0 0 44 20,5 20,5

45 Тунис 20 0 0 45 20 20

46 Чили 20 18 900 59 2 2

47 Колумбия 19,5 0 0 46 19,5 19,5

48 Хорватия 17,8 0,6 3,5 47 17,2 6

49 ЮАР 16,6 0 0 48 16,6 16,6

50 Россия 16,5 1 6,5 49 15,5 14

51 Гуана 13,5 0 0 50 13,5 13,5

52 Кюрасао 12 0 0 51 12 12

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

Место

страны в

ветроэнерг

етическом

секторе

2007

Страна/регион

Общая

установленная

мощность,

конец 2007

Новые

мощности,

2007

(разница

2007-2006)

Темп

роста

2007

Место

страны,

конец

2006

Общая

установленная

мощность,

конец 2006

Общая

установленная

мощность,

конец 2005

53 Швейцария 11,6 0 0 52 11,6 11,6

54 Румыния 9 6,2 226,1 57 2,8 0,9

55 Израиль 7 0 0 53 7 7

56 Словакия 5 0 0 54 5 5

Фарерские

острова

4,1 0 0 55 4,1 4,1

58 Эквадор 3,1 3,1 - 73 0 0

Республика

Кабо-Верде

2,8 0 0 56 2,8 2,8

60 Нигерия 2,2 0 0 58 2,2 2,2

61 Куба 2,1 1,7 366,7 67 0,5 0,5

62 Иордания 1,5 0 0 60 1,5 1,5

63 Мартиника 1,1 0 0 61 1,1 1,1

64 Беларусь 1,1 0 0 62 1,1 1,1

65 Индонезия 1 0,2 25 63 0,8 0,8

66 Эритрея 0,75 0 0 64 0,75 0,75

67 Перу 0,70 0 0 65 0,70 0,70

68 Уругвай 0,60 0,45 300 70 0,15 0,15

69 Казахстан 0,50 0 0 66 0,50 0,50

70 Намибия 0,47 0,22 88 69 0,25 0,25

Нидерландские

Антильские

острова

0,33 0,33 - 74 0 0

72 Сирия 0,30 0 0 68 0,30 0,30

Северная

Корея

0,01 0 0 71 0,01 0,01

74 Боливия 0,01 0 0 72 0,01 0,01

ВСЕГО 93 849,1 19695,8 26,6 74 153,3 59 033

Согласно данным вышеприведенной таблицы можно отметить, что безусловным мировым

лидером в области ветроэнергетики является Германия, за ней следуют такие страны как

США, Испания, Индия, Китай, Дания, Италия и другие. Следует отметить, что в 2007 году

ветряные электростанции

Германии произвели 14,3 % от всей произведённой в Германии

электроэнергии и более 20 % электроэнергии было произведено в Дании из энергии ветра.

В 2007 г. в США из энергии ветра было выработано 48 млрд. кВт/ч электроэнергии, что

составляет более 1 % электроэнергии, произведённой в США за 2007 год. Португалия и

Испания в некоторые дни 2007 года из энергии ветра выработали около 20 %

электроэнергии, при этом в марте 2008 года в Испании из энергии ветра было выработано

40,8 % всей электроэнергии страны.

По мере совершенствования оборудования ВЭУ и увеличения объема их выпуска,

стоимость ВЭУ, а значит и стоимость производимой ими энергии снижаются. По данным

Американского электроэнергетического института, стоимость одного кВт

электроэнергии на ВЭС за последние 10 лет снизилась с 15-20 до 5-8 центов, что

сопоставимо со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой на традиционных

электростанциях.

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

В развивающихся странах интерес к ВЭУ связан в основном с автономными установками

малой мощности, которые могут использоваться в деревнях, удаленных от систем

централизованного электроснабжения. Такие установки уже сегодня конкурентоспособны

с дизелями, работающими на привозимом топливе. Однако в некоторых случаях

непостоянство скорости ветра заставляет либо устанавливать параллельно с ВЭУ

аккумуляторную батарею, либо резервировать ее установкой на органическом топливе.

Естественно, это повышает стоимость установки и ее эксплуатации, поэтому

распространение таких установок пока невелико.

Источник: http://www.energospace.ru/2007/09/20/o_vetrojenergeticheskikh_ustanovkakh.html

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

1.2. Государственная политика в области стимулирования

развития отрасли

Развитие мировой ветроэнергетики - результат стимулирования использования энергии

возобновляемых источников. Диапазон мер широк: от доплат к рыночной цене за единицу

электроэнергии, выработанной на возобновляемых ресурсах, до более сложных схем,

накладывающих на генерирующие компании обязательство постоянно повышать процент

использования возобновляемых источников.

Государственная поддержка развития ветроэнергетики в большинстве развитых стран

направлена, прежде всего, на четкое определение рынка и его защиту законами страны,

обеспечение стабильности и долгосрочности рынка, обеспечение низкого риска для

инвесторов и достаточной прибыли по инвестициям.

Для стимулирования спроса на

энергию, вырабатываемую на основе возобновляемых источников, приняты специальные

законодательные акты, а также действует система «зеленых» сертификатов». Помимо

снижения зависимости экономики от колебаний цен на традиционное топливо,

зависимости от поставок топлива, развитие ВИЭ дает возможность снижать вредные

выбросы угольных и газовых станций в атмосферу.

Источник: По данным издания «Энергия России», http://www.rao-ees.ru/ru/pobeda_60/news/gazeta/106-

2003/show.cgi?veter.html

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

1.3. Экологические аспекты использования ветроэнергетики

Широкое распространение ветровой энергетики влияет положительным образом на

сохранение благоприятной экологической ситуации в мире. Например, в США работа

ветряных электростанций в 2007 году позволила предотвратить выброс в атмосферу около

28 млн. тонн СО2. А в 2006 году ветроэнергетика Дании предотвратила выбросы в

атмосферу: СО2 3,39 млн. тонн, метана — 1235 тонн, диоксида серы — 1576 тонн,

оксидов азота — 4588 тонн.

Стоит отметить, что ветряные электростанции, в отличие от традиционных тепловых

электростанций, производят электроэнергию без использования воды, что позволяет

сократить эксплуатацию водных ресурсов. Ветроустановки, в отличие от тепловых

электростанций, производят электроэнергию без использования воды, что позволяет

сократить эксплуатацию водных ресурсов.

Одна ветряная турбина мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволит сэкономить

около 29 тыс. тонн угля, или 92 тыс. баррелей нефти. Ветрогенератор мощностью 1 МВт

сокращает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидов

азота.

Таблица 2 Оценка основных преимуществ и недостатков данного сегмента

отрасли АИЭ

Преимущества Недостатки

 Ветроэнергетика является одним из

наиболее перспективных источников

энергии в мире, в том числе и в Казахстане.

Потенциал энергии ветра в РК составляет

около 3 млрд. кВт в год

 Возможность использования на довольно

большой территории. В РК 10 районов с

большим ветропотенциалом со средней

скоростью 8-10 м/с, тогда как в Европе

скорость

равна 4-5 м/с

 Стремительные темпы роста

ветроэнергетики в мировой индустрии,

 Развитие данной отрасли способствует

созданию новых рабочих мест (решение

кадровых вопросов), повышению уровня

жизни населения (обеспеченность

электроэнергией отдаленных районов)

 Низкий уровень технической и научной

поддержки отрасли. На сегодняшний день

актуально разработка

ветроэнергоустановок, способных

постоянно работать с высоким

КПД, в

условиях сильно рассеянной в

пространстве энергии ветра.

 Непостоянство получения энергии. Ветер

очень непредсказуем - часто меняет

направление, вдруг затихает даже в самых

ветреных районах земного шара, а иногда

достигает такой силы, что ломает

установки

 Крупные ветроустановки испытывают

значительные проблемы с монтажом и

техническим обслуживанием

 Высокая стоимость дополнительного

Примечание: в отличие от традиционных тепловых электростанций

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

Преимущества Недостатки

 Ветряные генераторы не потребляют

ископаемого топлива (нефти, газа, угля)

ВЭС

производят электроэнергию без

использования воды, что позволяет

сократить эксплуатацию ресурсов

 Экологичность данных установок,

сокращаются выбросы вредных веществ в

атмосферу.

 Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт

за 20 лет эксплуатации позволяет

сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или

92 тыс. баррелей нефти

 Сильная господдержка по стимулированию

развития отрасли (доплаты к рыночной

цене за

единицу электроэнергии,

выработанной на возобновляемых

ресурсах, до более сложных схем,

накладывающих на генерирующие

компании обязательство постоянно

повышать процент использования ВИЭ). В

Казахстане разработаны программы и

другие нормативно-правовые документы с

целью развития данной отрасли

 Накопленный мировой опыт использования

данных систем, как в мире, так и на

территории Казахстана. Функционирование

ветровой и комбинированной солнечно-

ветровой систем в Алматинской обл.

оборудования, необходимого для работы

ВЭС

 Негативное влияние работающих ВЭС на

животных и птиц. Данное оборудование

часто становится причиной гибели

некоторых животных, проживающих в

непосредственной близости от ВЭС.

Металлические сооружения

ветроустановки, особенно элементы в

лопастях, могут вызвать значительные

помехи в приёме радиосигнала

 Необходимость больших площадей,

занимаемых ветроутановками. Как

правило, данные площади могут быть

использованы под сельхоз угодия

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

1.4. Ветровая энергетика в странах СНГ

Развитие ветроэнергетики в странах СНГ до сих пор не получило должного развития.

Теоретические разработки в этой отрасли появились еще в начале 20 столетия, однако

практическое использование ветроустановок не получило должного распространения. Все

страны бывшего Союза обладают практически одинаковым количеством

ветроэнергетических ресурсов, и одиночные примеры их эксплуатации есть в каждой из

них, за исключением Таджикистана, где, по мнению местного правительства,

ветроэнергетика не имеет серьезных перспектив.

Проблемы, стоящие на пути распространения ветростанций в странах СНГ также схожи

между собой. Как правило, это недостаточное финансирование отрасли, отсутствие

законодательной базы и неразвитость инфраструктуры.

Согласно неофициальным данным среди стран СНГ наиболее подготовленной к освоению

энергии ветра оказалась Украина, потому что именно в этой стране были

сконцентрированы основные научные исследования бывшего СССР. Более того, в

изготовлении лицензионной ветроэнергетической техники Украина - признанный лидер.

Ничего подобного в других странах СНГ нет.

По данным Межотраслевого научно-технического центра ветроэнергетики Национальной

академии наук Украины, территория этой страны имеет значительный

ветроэнергетический потенциал. Специалисты выделяют регионы, где использование

ветра является экономически целесообразным - Карпатский, Приазовский, Донецкий,

Западнокрымский, Горнокрымский, Керченский, Харьковская и Полтавская области.

Украинские ученые считают, что при максимальном использовании силы ветра можно

получить электроэнергию в объемах, которые предоставляют возможность обеспечить не

менее 50% общего энергопотребления страны.

Сегодня на Украине в производстве ветроагрегатов принимают участие 23 завода. В 2003

году здесь появились первые ветроагрегаты мощностью 600 КВт.

В энергобалансе страны уже более 75 МВт общей ветровой мощности. Программой

строительства ветроэлектростанций до 2010 г. запланировано построить ВЭС мощностью

2000 МВт, что сэкономит 1,8 млн. т.у.т.

Кроме того, ветроэнергетика Украины имеет законодательную базу. Здесь с 1994 г.

действует Закон «О ветроэнергетике», а также государственная Комплексная программа

строительства ветроэлектростанций в Украине в рамках конверсии военно-

промышленного комплекса, которая осуществлялась под лозунгом «чистая энергия вместо

пушек». В 2003 году был принят Закон «Об альтернативных источниках энергии».

«Исследование отрасли альтернативной энергетики Казахстана»

IGM consulting company. По заказу АО «Национальный Инновационный Фонд»

В России установка ветростанций большей частью реализуется благодаря

международному сотрудничеству. В настоящее время здесь в основном используется

техника, произведенная за пределами России. При этом характерно, что большинство

ведущих изготовителей ветроэнергетического оборудования избегает производственного

сотрудничества с российскими предприятиями в налаживании выпуска соответствующей

продукции в России.

Похожая ситуация в Армении, здесь первые ветроэлектростанции появились в последние

три года благодаря иностранным компаниям. В таких странах, как Азербайджан,

Узбекистан, Кыргызстан продвижением подобных проектов занимается ПРООН.

В России, Украине, Белоруссии разработка и массовое производство ветрогенераторов

развито весьма слабо: отдельные проекты существуют, но об их успешности и массовости

говорить рано.

Российская компания НПГ «САЙНМЕТ» является разработчиком

и производителем

ветроэнергетических установок, и

обладателем Гран-при и трех золотых медалей

Всемирной Брюссельской выставки инноваций «Eureka-2005».

Компания «ЭлектроСфера» производит и продает ветрогенераторы серии «Бриз»

мощностью 5кВт. Так же занимается поставкой немецких ветростанций ENERCON

мощностью от 300кВт до 1,8МВт.

В отличие от производства крупных ВЭУ, в России имеется довольно развитая

производственная база по выпуску автономных ветроустановок малой мощности: от 0,04

до 16 кВт, в том числе ветродизельные агрегаты. Около 10 изготовителей готовы

выпускать такие ВЭУ, а некоторые из них (ЦНИИ «Электроприбор» г. Санкт-Петербург)

поставляют свои изделия заграницу.

Источник: http://www.scienmet.net/press.htm

Источник: http://www.catlink.ru/dir/28/1403/

Источник: http://www.hitechno.ru/?page=analytics041

1.5. Технологии в сфере ветровой энергетики

Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вращается ветроколесо

с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора,

вырабатывающего электроэнергию. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший

воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат.

Назначение ветрогенератора - преобразовывать кинетическую энергию воздушного

потока в энергию электрическую.

На сегодняшний день в мире разработано огромное количество различных

ветроустановок, тем не менее, существуют два основных типа современных ВЭУ.

Наиболее распространенный тип ВЭУ с горизонтальной осью вращения (рис. 1 (2) – (5))

которая имеет две или три лопасти, установленные на вершине башни. Расположение

ведущего вала ротора - части турбины, соединяющей лопасти с генератором, - считается

осью машины. У турбин с горизонтальной осью вращения ведущий вал ротора

расположен горизонтально.

Наибольшая эффективность таких ветродвигателей достигается при действии потока

воздуха перпендикулярно к плоскости вращения лопастей, поэтому для них требуется

устройство автоматического поворота оси вращения. С этой целью применяют крыло-

стабилизатор.

В рабочем состоянии относительно направления воздушного потока ротор турбины может

находиться перед опорой – так называемый наветренный ротор или за опорой –

подветренный ротор. Чаще всего турбины с горизонтальной осью вращения имеют две

или три лопасти, хотя есть и модели с большим числом лопастей.

Скорость вращения ветродвигателей с горизонтальной осью вращения обратно

пропорциональна количеству лопастей, поэтому агрегаты с количеством лопастей больше

трех практически не используются.

Для наиболее эффективной работы ВЭУ ее лопасти должны максимально

взаимодействовать с ветровым потоком, проходящим через площадь вращения ротора.

ВЭУ с большим количеством лопастей обычно работают при низких скоростях вращения.

В то время как установки с двумя или тремя лопастями должны вращаться с очень

высокой скоростью, чтобы максимально «охватить» ветровые потоки, проходящие через

площадь ротора.

Однако установки с большим количеством лопастей широко используются в качестве

водяных насосов, для работы которых необходимо создание высокого стартового

вращающего момента. Турбины с большим количеством лопастей используются для

подъема воды именно потому, что благодаря низкому коэффициенту окружной скорости