1.1.5. Ветроэнергетика
А теперь о ветре. Это тоже то, что сопровождает нас всю жизнь. Правда, ветер не всегда бывает попутным, частенько приходится идти против ветра: и вот тогда мы можем в полной мере оценить силу этого природного источника энергии. Есть много мест на земном шаре, где ветры дуют устойчиво и сильно. Там, как говорится, грех не использовать в своих целях этот практически дармовой источник энергии. Остальным же приходится довольствоваться неким средним ветровым потоком. Но и он несет с собой огромную энергию, рожденную все тем же Солнцем.
Известно, например, что Германия относится к числу стран с незначительными ветроресурсами (средняя скорость ветра в Германии в средних широтах составляет 6-7 м/с. Однако, уже к концу 90-х годов Германия стала мировым лидером в производстве электричества от ветровых энергоустановок [85]. В 1999 году половина европейской и одна треть общемировой ветроэнергии производилась в Германии. В стране к этому времени уже работало 7500 ветроагрегатов общей мощностью до 4000 МВт. Это соответствовало установленной мощности четырех наиболее распространенных в то время атомных блоков. Серьезный результат!
О темпах развития ветроэнергетики можно судить по тому, что лишь за один 2000 год мощность установленных в мире ветроагрегатов возросла на 3,5 тыс. МВт [92].
Главенствующую роль в этом росте несомненно играет Германия. Если за весь 1990 год в Германии было установлено 255 ветроагрегатов суммарной мощностью 41 МВт со средней единичной мощностью – 160 кВт, то уже в 2001 и 2002 годах устанавливалось практически по 2.000 агрегатов со средней единичной мощностью, соответственно, 1.280 и 1.370 кВт. За 12 лет размер вводимой годовой мощности ветроагрегатов возрос почти в 50 раз. И единичная мощность агрегата увеличилась в 10 раз. Убедительный рост! Уже в 2002 году установленная мощность ветроагрегатов в Германии сравнялась с установленной мощностью десяти атомных блоков по тысяче МВт. А по выработке элекроэнергии в 2004 году ветроагрегаты «перекрыли» третью часть всех атомных станций страны. Всего же в стране имеется 20 атомных энергоблоков. При сегодняшних темпах каждые два года ветроустановками будут перекрываться два-три очередных атомных блока.
Табл. 12 Динамика введения в Германии
ветроэнергетических установок.
|
|
Мощность |
Количество |
Средняя мощность агрегата |
|||
|
|
Накопл. |
Строящ. |
Накопл. |
Строящ. |
Накопл. |
Строящ. |
|
|
МВт |
МВт |
штук |
штук |
МВт |
МВт |
|
1990 |
68 |
41 |
548 |
255 |
123,2 |
160,8 |
|
1991 |
110 |
42 |
806 |
258 |
135,9 |
162,8 |
|
1992 |
183 |
74 |
1.211 |
405 |
151,1 |
181,5 |
|
1993 |
334 |
155 |
1.797 |
586 |
186,0 |
264,3 |
|
1994 |
643 |
309 |
2.617 |
834 |
245,7 |
370,6 |
|
1995 |
1.137 |
505 |
3.655 |
1.070 |
310,9 |
472,2 |
|
1996 |
1.546 |
428 |
4.326 |
806 |
357,5 |
530,6 |
|
1997 |
2.082 |
534 |
5.193 |
849 |
400,8 |
628,9 |
|
1998 |
2.875 |
793 |
6.205 |
1.010 |
463,3 |
785,6 |
|
1999 |
4.445 |
1.568 |
7.875 |
1.670 |
564,4 |
938,7 |
|
2000 |
6.095 |
1.665 |
9.359 |
1.490 |
651,2 |
1.117,6 |
|
2001 |
8.754 |
2.659 |
11.438 |
2.079 |
765,3 |
1.279,0 |
|
2002 |
12.001 |
3.247 |
13.766 |
2.328 |
871,8 |
1.394,8 |
|
2003 |
14.609 |
2.645 |
15.387 |
1.703 |
949,4 |
1.552,8 |
|
2004 |
16.629 |
2.037 |
16.543 |
1.201 |
1.005,2 |
1.696,0 |
В таблице 12 представлены интересные данные, характеризующие развитие ветроэнергетики в Германии. Как видим, менее, чем за 15 лет Германия совершила настоящий прорыв в области использования энергии ветра. Сегодня уже в этой стране ветроэнергетика на равных конкурирует с другими отраслями энергетики.
Отношение ряда других стран мира к использованию энергии ветра можно оценить по данным таблицы 13. Как видим, Соединенные Штаты Америки в этом вопросе находились на уровне Германии 1999 года. Отставание более чем на два года. А ведь ветровые ресурсы Америки, по крайней мере, не хуже, чем у Германии. Отставание Индии более чем на пять лет, а Китая и Японии – почти на 10 лет. Этим странам мира есть с кого брать пример. А в Германии тем временем идет не просто процесс увеличения общих
Табл. 13 Установленные мощности ветроагрегатов
|
Объемов выработки электроэнергии ветроустановками. Происходит бурное развитие самой техники (см. фиг. 9). Так за 20 лет с 1982 по 2002 годы единичная мощность ветроагрегатов возросла почти в 60 раз, а высота опорной башни и диаметр рабочих лопастей увеличились в 6 раз. Это очень важные параметры, так как с ростом высоты расположения агрегата возрастает и скорость потока воздуха, и степень его стабильности. Каждый из устанавливаемых сегодня агрегатов мощностью в 1,5-3,0 тысячи кВт способен обеспечить энергией приличный населенный пункт.
Есть о чем задуматься и России. Сегодня ее место в ряду стран, использующих энергию ветра, увы, рядом с Люксембургом. Белоруссия же в этом списке даже и не упоминается. А ведь известно, что еще в шестидесятые годы прошлого столетия в Белоруссии насчитывалось около 20 тысяч ветроэнергетических установок различного назначения. Были и ветряные мельницы, и водоподъемные устройства и даже ветроэлектрические агрегаты. И никому не казалось, что ветроэнергетические ресурсы Белоруссии не достаточны для их хозяйственного использования. Сегодняшние исследования белорусских энергетиков и климатологов дают возможность оценить ветроэнергоресурсы территории республики по электрическому потенциалу в 223 млрд. кВт.часов. Годовая же потребность народного хозяйства в электроэнергии по данным 2002 года приблизительно
оценивается в 40 млрд кВт.часов. То есть разумное использование ресурсов ветра могло бы обеспечить практически все энергетические потребности страны. А пока один из белорусских энтузиастов использования возобновляемых источников энергии Евгений Широков с радостью сообщает, что «Белоруссия теперь имеет свою ветроэнергетическую установку» [95]. Как говорится, легка беда – начало. Очень хотелось бы надеяться, что Белоруссия хотя бы в этом вопросе пойдет по пути цивилизованных стран.
Фиг. 9. Рост единичной мощности ветроагрегатов в Германии
Сегодня Германия не строит атомных станций. Это уже огромное достижение народа Германии. Вместо атомных монстров быстро, как грибы в добрую погоду, вырастают все новые и новые ветроэлектрические установки. Скорее бы они заменили собой все те атомные мины, которые недоброй волей недобрых или неразумных людей разбросана по земле Германии! Но успокаиваться не стоит: и в Германии есть силы, которые извлекали ранее и очень хотели бы и в будущем извлекать огромные прибыли из строительства атомных станций и у себя в стране, и в других странах. Этих людей не беспокоят последствия их «деятельности» для всех нас и для всего живого на Земле. Их цель – набить свои карманы, извлекая все, что им удается извлечь, из карманов наших.
Но в освоении энергии ветра есть и еще страны-передовики. Эти страны несравнимо меньше Германии, но по установленной мощности ветроагрегатов, приходящейся на единицу площади страны, они впереди планеты всей. Первой из них является Дания – 32,66 кВт/кв. км. За ней идут: Голландия – 10,80 кВт/кв. км; Германия – 8,01 кВт/кв. км и Испания – 1,65 кВт/кв. км.
Несомненно важным является вопрос себестоимости ветряной энергии. По данным на конец прошлого столетия себестоимость производства электроэнергии за счет ветра снизилась за 20 лет больше чем в пять раз – с 30 центов за 1 кВт.ч на начало 80-х годов до 3-6 к началу нового века [92]. Это уже вполне приемлемо и значительно дешевле электроэнергии атомной. Аналитики предсказывают, что к 2012 году она сравняется по себестоимости с обычными источниками электроэнергии. Имеется и вполне обоснованное предположение, что использование энергии возобновляемых источников тормозится не из-за технических или ценовых проблем, а из-за самой элементарной конкуренции, то есть из-за нежелания уступать долю рынка новым технологиям.
Комиссия Евросоюза в 1997 году одобрила стратегический документ с весьма характерным названием – «White Paper» [90]. Составители документа как бы предложили подвести черту под всем, что делалось в области энергетики в прошлом, и начать все заново, с «белого листа». Согласно этой программе намечается к 2010 году увеличить выработку энергии за счет возобновляемых источников в 2 раза по сравнению с 1995 годом, то есть с 6% до 12% от общего ее производства. Однако, оценив возможности входящих в ЕС стран, парламент Европейского Союза повысил запланированный уровень до 15% на 2010 год. Большая часть этого приращения будет обеспечиваться за счет ветроэнергетики.
Но Германия в этом вопросе намерена идти с опережением. «Планируется многократное увеличение доли возобновляемых источников энергии: от 7% в 1998 году до 50% к 2020 году» (W. Bahm? 1999г.) [65]. Согласно же принципам энергетической политики, разработанным природоохранными организациями, к 2030 году в Германии 75% потребности в энергии должно обеспечиваться за счет возобновляемых источников. Очень похоже на фантастику. Но, видя, как Германия активно движется к чистому, «зеленому» миру, в это можно поверить. И пожелать успеха!