CC BY
6Статья поступила в редакцию 14.03.11. Ред. рег. № 961
The article has entered in publishing office 14.03.11. Ed. reg. No. 961
УДК 621.311.24
СОВРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
В. Г. Николаев
НИЦ "АТМОГРАФ" 117335, Москва, ул. Профсоюзная, д. 42/4, офис 1 Тел./факс: 8-499-744-41-63, E-mail: atmograph@gmail.com
Заключение совета рецензентов: 24.03.11 Заключение совета экспертов: 31.03.11 Принято к публикации: 04.04.11
Дан анализ исторического становления, современного уровня и перспектив развития мировой ветроэнергетики. Рассмотрены технические, энергетические и экономические показатели современных ветроэлектрических станций. Установлены возможности и необходимые условия ускоренного и широкомасштабного развития национальной ветроэнергетики.
Ключевые слова: ветроэнергетика (ВЭ), ветроэнергетические ресурсы (ВЭР), ветроэлектрические станции (ВЭС).
STATUS AND PROSPECTS OF WORLD WIND POWER ENGINEERING DEVELOPMENT
V.G. Nikolaev
RIC "ATMOGRAPH" 117335, Profsoyuznaya str., 42/4, office 1, Moscow, Russia Tel./fax: 8-499-744-41-63, E-mail: atmograph@gmail.com
Referred: 24.03.11 Expertise: 31.03.11 Accepted: 04.04.11
The analysis of historical standing, modern status and prospects of development of World wind power engineering. Technical, energetic and economical characteristics of modern wind power electric stations (WPP) are considered. The possibilities and necessary conditions of rapid and large scale development of national wind power engineering are determined.
Keywords: wind power engineering, wind power resources, wind electrical plants.
Владимир Геннадьевич Николаев
Сведения об авторе: канд. физ.-мат. наук,
директор АНО "Научно-информационный центр "АТМОГРАФ"
Публикации: более 100.
Уровень и планы развития мировой ветроэнергетики
В 2010 г. суммарная установленная мощность ВЭС в мире достигла 194 ГВт с суммарной годовой выработкой около 450 млрд ТВт-ч (до 2,5% мирового потребления электроэнергии [1, 2]). Рост суммарной установленной мощности ВЭС в мире за последние
10 лет имеет экспоненциальный характер (рис. 1) с удвоением суммарных установленных мощностей в мире менее чем за три года.
На фоне высокого среднего мирового процента развития ВЭ выделяется рост мощностей ВЭС в таких странах, как Мексика, Турция, Китай, Марокко, Бразилия, Венгрия, Новая Зеландия, Швеция, Бельгия, Польша, Канада, США, Франция [1].
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 2 (94) 2011
© Scientific Technical Centre «TATA», 2011
200 160 160 140 120 100 80 60 40 20 0
■ri-+** /
г н
X- -Х- --Х-- / G О. -
- É - - О -О ÜL IS —а—абсолютный рост суммарной мощности ВЭС в мире —с—установка мощностей ВЭС в мире по годам —+—логарифмический рост суммарной мощности ВЭС —х—логарифм установленных мощностей ВЭС по годам Ü (И ■ Г -S I ■ ■& - О. Ё .
JJ Е с
с: о о
< годы
О—
12 10 8 6 4
№ Страна Установленная мощность ВЭС, МВт Доля в мире, %
2008 г. 2009 г. 2009 г.
1 США 25 237 35 159 22,08
2 Китай 12 219 25 819 16,22
3 Германия 23 637 25 770 16,19
4 Испания 15 689 19 149 12,03
5 Индия 9 587 10 325 6,49
6 Италия 3 736 4 850 3,05
7 Франция 3 434 4 521 2,84
8 Великобритания 3 195 4 092 2,57
9 Португалия 2 862 3 535 2,22
10 Дания 3 163 3 437 2,16
сти. Для начального 3-5-летнего этапа характерно медленное развитие, связанное с созданием новой отрасли (рис. 2). По завершении начального организационного этапа и установке в стране ВЭС в объеме, обеспечивающем выработку электроэнергии на ощутимом для страны уровне от 2 до 5%, темпы роста мощностей ВЭС заметно возрастают и выходят на уровень более 1%/год.
1998 1 999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 201 0
Рис. 1. Рост установленной мощности ВЭС в мире Fig. 1. The increase of wind power plants installed capacity in the world
Как показывает анализ, вклад стран в суммарную мировую мощность неравноценен: в 2009 г. 61,9% всех введенных мощностей ВЭС пришлось на Китай и США (в 2008 г. их доля составила 53,7%).
Показатели суммарной установленной к 2010 г. мощности ВЭС ведущих 10 стран мира приведены в табл. 1, составленной по данным [1, 2, 3], из которой на долю США и Китая приходится 38,3% установленных в мире мощностей ВЭС, а на долю первых 10 стран - 85,4% соответственно. В 19 странах установленная мощность ВЭС превысила 1 ГВт, в 41 стране она превышает 100 МВт [1].
Таблица 1
Суммарные установленные мощности ВЭС в лидирующих в мире странах
Table 1
Total installed capacity of wind power plants in world's leading countries
Несмотря на отличия темпов и объемов установления мощностей ВЭС, динамика развития в ведущих по ВЭ странах мира имеет общие закономерно-
Рис. 2. Темпы роста суммарных установленных мощностей ВЭС
Fig. 2. The rate of wind power plants total capacity increase
Обращает на себя внимание ускорение ввода мощностей в странах-лидерах начиная с 2002-2004 гг., отмеченных началом массового серийного производства ВЭУ номинальной мощности 1,5-2,0 МВт и переходом к строительству на их основе ВЭС большой (от 50 МВт и выше) установленной мощности и существенным снижением при этом капитальных затрат на их строительство. Анализ развития ВЭ в ведущих странах мира показывает, что при принятии национальных государственных программ и соответствующей нормативно-правовой и экономической поддержке новой отрасли большинство стран-лидеров ВЭ весьма быстро (за 3-5 лет) наращивали суммарную установленную мощность ВЭС до 2-3 ГВт на базе в основном экспортных технологий и оборудования, выходя при этом в мировые лидеры (Индия, Испания, Китай, Франция). Через 3-5 лет они, как правило, уже имели собственную развитую производственную базу ВЭУ.
В табл. 2 приведены обобщенные авторами фактические и прогнозные показатели развития ветроэнергетики в разных странах мира, рассчитанные в процентах от суммарной выработки электроэнергии по данным работ [1-5].
Как видно из приведенных данных, опыт передовых в ВЭ стран наглядно доказывает следующее:
- в настоящее время рост суммарной выработки электроэнергии стран за счет ВЭС на 1-2% в год является вполне реальным (Германия, Испания, Индия, Китай);
- доля выработки электроэнергии ВЭС в 7-10% от суммарной технологически возможна и экономически эффективна (Германия, Дания, Испания, Португалия);
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2 (94) 2011 © Научно-технический центр «TATA», 2011
- при поддержке государства доля ВЭС в суммарной выработке электроэнергии на уровне 3-5 и 10-13% реально достигается за время порядка 6-7 и 10-12 лет;
- многие страны, в том числе уступающие России по производственно-технологическому потенциалу,
в настоящее время приняли и реализуют планы по использованию ВЭС в качестве одного из базовых источников выработки электроэнергии (Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Польша, Португалия, Франция, Бразилия, Канада, США).
Таблица 2
Многолетняя динамика и прогноз доли ВЭС в энерговыработке стран (в %)
Table 2
The long term mach and forecast of wind power plant's ratio (in %) in electricity generation
in different countries
Страна Год
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2009 2015 2020 2025 2030
Дания 4,29 7,32 12,19 15,73 17,04 18,15 18,66 20,16 20,0
Германия 0,52 0,94 2,00 4,05 5,78 7,37 8,67 9,34 25,0
Италия 0,03 0,12 0,30 0,57 0,92 1,61 2,87 3,73 10,0
Нидерланды 0,59 0,77 0,95 1,50 2,28 3,47 5,25 5,26 10,0
Испания 0,22 0,62 1,66 3,68 6,49 9,40 13,73 14,70 20,0 30,0
Великобритания 0,11 0,16 0,19 0,27 0,45 1,03 1,72 2,17 10,0
Франция 0,0 0,02 0,05 0,14 0,59 1,30 1,72 10,0
Португалия 0,08 0,24 0,40 0,79 1,63 5,60 12,51 15,45
Польша 0,00 0,01 0,08 0,09 0,22 0,70 0,99 13,0
Швеция 0,07 0,23 0,42 0,62 0,83 1,36 2,32 10,0
Турция 0,0 0,03 0,03 0,03 0,08 0,67 1,23 8,0
США 0,09 0,09 0,13 0,24 0,35 0,62 1,37 1,91 20,0
Канада 0,01 0,03 0,05 0,08 0,16 0,55 0,91 1,28 20,0
Китай 0,0 0,02 0,03 0,04 0,07 0,26 1,24 2,62 4,0 8,0
Индия 0,23 0,34 0,41 0,60 1,09 2,34 3,64 3,90 8,0
Япония 0,0 0,01 0,03 0,06 0,16 0,27 0,39 0,42 2,0 5,0
Австралия 0,03 0,09 0,32 0,70 1,14 1,64 5,0
Новая Зеландия 0,18 0,19 0,90 0,94 1,82 2,85 15,0
Египет 0,01 0,15 0,33 0,53 0,86 1,01 12,0
Бразилия 0,01 0,02 0,14 0,20 0,35 20,0
Россия 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,0 7,0
Установлено, что многие активно развивающие ВЭ страны вполне обеспечены собственным углеводородным сырьем: нефтью (Великобритания, Германия, Дания, Канада, США, Китай, Египет), газом (Нидерланды, Канада, США, Австралия), углем (Германия, Польша, Канада, США, Индия, Китай, Турция, Австралия), а также ураном (Франция, США, Индия) и обладают при этом весьма совершенными технологиями и опытом выработки энергии на их основе. Твердый курс на развитие ветроэнергетики как альтернативы традиционным способам выработки электроэнергии в ЕС подтверждает рис. 3.
Уже в 2007 г. суммарные введенные в ЕС мощности ВЭС не только подтвердили роль ВЭ как полноправной, но и как ведущей энергетической отрасли (40% выработки электроэнергии), сравнимой с газовой электроэнергетикой (50% выработки). Приведенные факты существенно ослабляют аргумент оппонентов масштабного развития ВЭ в РФ, уповающих на большие, в отличие от других стран, запасы и традиционно развитые технологии добычи углеводородов и ядерного топлива и выработку на их основе дешевой электроэнергии и оправдывающих отставание в области ВИЭ от таких стран, как Италия,
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 2 (94) 2011
© Scientific Technical Centre «TATA», 2011
Франции, США, Япония, Норвегия и др. Активность стран в развитии ВЭ определяется не только отсутствием в них других энергоисточников.
Основываясь на ускоренном развитии ВЭ, WWEA прогнозирует рост установленной мощности ВЭС в мире к 2020 г. до 1900 ГВт [2]. В соответствии с [4] в 2020 г. вклад мировой ВЭ в суммарную выработку электроэнергии должен составить 12%, при этом к 2020 г. планировались следующие основные ее показатели:
суммарная установленная мощность ВЭС в мире в 2020 г. 1 254 030 МВт
ежегодная установленная мощность ВЭС в мире 158 728 МВт
ежегодная выработка электроэнергии ВЭС в мире 3 054 ТВт-ч
уменьшение выбросов СО2 в мире ежегодно 1 832 млн т
суммарное уменьшение выбросов СО2 в мире к 2020 г. 10 771 млн т
ежегодные инвестиции в мировую ветроэнергетику 80 млрд €
количество рабочих мест 2,3 млн
удельная стоимость капитальных вложений в ВЭС 512 €/кВт уст. мощности
себестоимость электроэнергии ВЭС 2,45 €-ц./кВт-ч
Рис. 3. Ввод электростанций разного типа в ЕС по годам и в 2007 г.
Fig. 3. The annual installation of electrical power plants of different types and in 2007
Товарооборот мировой ВЭ в 2010 г. превысил 60 млрд Euro [1]. По данным WWEA, в мировой ВЭ занято более 600 тыс. человек, а к 2012 г. число рабочих мест в ней достигнет 1 млн [1]. Помимо экономических выгод инвесторов, политика государств и планы ускоренного и широкомасштабного развития ВЭ стабилизируют цены на электроэнергию, а также снижают энергетические и экономические риски, сокращая использование органического и ядерного топлива и зависимость от их импорта. Впечатляют планы развития ВЭ в отдельных странах, приведенные в табл. 2. США к 2030 г. планируют покрыть электропотребление за счет ВЭС на 20%. Китай к 2020 г. планирует довести мощность ВЭС до 100 ГВт; Англия, Италия, Франция и Испания к 2020 г. - соответственно, до 10, 16, 25 и 45 ГВт; Германия к 2030 г. - до 55 ГВт.
Региональные рубежи на 2020 г. в соответствии с [4] в терминах суммарной установленной мощности ВЭС выглядели следующим образом:
15 стран ЕС + Венгрия, Исландия, Норвегия, Турция, Чехия, Швейцария 230 ГВт
Страны СНГ, Балтии, Болгария, Словакия, бывшая Югославия 130 ГВт
Китай 170 ГВт
Юго-восточная Азия (Индонезия, Корея, Малайзия, Филиппины и др.) 70 ГВт
Южная Азия (Индия, Бангладэш, Непал, Пакистан, Шри-Ланка) 50 ГВт
Средний Восток (Ирак, Иордания, Иран, Кувейт, Ливия, Сауд. Аравия и др.) 25 ГВт
Австралия, Новая Зеландия, Океания, Япония 90 ГВт
Африка 25 ГВт
Северная Америка (США и Канада) 310 ГВт
Латинская и Южная Америка (включая Карибские о-ва) 100 ГВт
Детальные данные Программы ЕС развития ВЭ до 2020 г. [4] приведены в табл. 3.
Основные ориентиры развития мировой ветроэнергетики до 2040 г. [4] The main targets of the world wind power engineering development up to 2040 [4]
Таблица 3 Table 3
Год Средний годовой рост ВЭ, % Среднегодовая установленная мощность, МВт Суммарная мощность ВЭУ, ГВт Среднегодовая выработка, ТВт-ч Мировое потребление, ТВтч/год Вклад ВЭ в производство эл. энергии, %
2010 20 39 699 206,5 452,3 20 037 2,26
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2 (94) 2011 © Научно-технический центр «TATA», 2011
Продолжение табл. 3
Год Средний годовой рост ВЭ, % Среднегодовая установленная мощность, МВт Суммарная мощность ВЭУ, ГВт Среднегодовая выработка, ТВтч Мировое потребление, ТВт-ч/год Вклад ВЭ в производство эл. энергии, %
2012 20 57 167 311,3 763,6 21 040 3,63
2014 20 82 320 462,3 1133,8 22 093 5,13
2016 15 108 868 665,8 1633,0 23 198 7,04
2018 10 137 718 928,7 2277,9 24 359 9,35
2020 0 151 490 1 231,7 3021,1 25 578 11,81
2030 0 151 490 2 592,4 6358,7 31 524 20,17
2040 0 151 490 3 082,2 8099,9 36 585 22,14
Приведенные факты бурного развития мировой ВЭ в последние 20-25 лет, а также принимаемые в десятках стран стратегии и планы ее развития на ближайшие годы и на перспективу свидетельствуют, по мнению автора, о начале новой технической революции в мировой энергетике на основе бестопливных технологий на базе ВИЭ.
Развитие технологий ВЭС
За последние 25 лет технологии в ВЭ получили существенное качественное и количественное развитие. К 2006 г. ВЭУ (см. рис. 4) существенно «подросли» (от 20 м в диаметре ветроколеса и высоты башен 25-30 м в 1980-х до 126 м в диаметре и 130 м в высоте башен к 2006 г.) и «возмужали», достигнув единичной мощности 2,0-2,5 МВт в серийных образцах к 2004 г. (рис. 5) и 4,5-5,0 МВт (Епегсоп 112, МиШЬгй 5 МВт, REрower 5 МВт) к 2006 г. В разработке находятся прототипы ВЭУ мощностью до 6 МВт и БВК до 126 м (Епегсоп 126, Repower 6М).
Рис. 4. Рост размеров современных ВЭУ Fig. 4. The increase of the sizes of modern wind turbines
Рис. 5. Рост единичных мощностей ВЭУ Fig. 5. The increase of the nominal capacity of wind turbines
Вес лопасти ВЭУ мощности 2-3 МВт и 4,5-6 МВт достигает 10-13 т и 18-26 т соответственно. Вес гондолы ВЭУ мощности 2-3 МВт и 4,5-6 МВт составляет 80-100 т и 200-250 т соответственно. Вес башни ВЭУ номинальной мощности 2-6 МВт достигает 150-250 т [3].
Важной производственной особенностью современных ВЭУ является выпуск для большинства из них штатного набора из двух-трех башен разной высоты, а также комплектов лопастей разной длины, дающих возможность оптимизации конструкции ВЭУ с учетом местных особенностей ВЭП.
Исходя из мирового опыта, наиболее эффективными с учетом технологичности, надежности, энергетической эффективности и эксплуатационных характеристик являются в настоящее время ВЭУ единичной мощности 2-3 МВт. Основная часть ВЭУ последних поколений большой (>1,5-2 МВт) мощности, обеспечивающих основной прирост мощностей ВЭС в мире, относится к пропеллерному типу с горизонтальной осью его вращения, имеет, как правило, три (и намного реже две) РйсИ-регулируемые лопасти (с изменяемым и управляемым углом атаки), наветренное рабо-
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 2 (94) 2011
© Scientific Technical Centre «TATA», 2011
чее положение ВК и обеспечивает выдачу мощности при переменных оборотах ВК. Трехлопастная конструкция ВК является компромиссом между необходимостью увеличения числа лопастей ВЭУ для обеспечения конструктивной прочности, снижения динамических нагрузок и обеспечением допустимого уровня аэродинамических шумов и вибраций, с одной стороны, и необходимостью уменьшения числа лопастей для увеличения аэродинамического КПД ВК и удешевления ВЭУ - с другой стороны.
В последние годы все большее распространение получают безредукторные ВЭУ, преимуществами которых по сравнению с редукторными являются
улучшенные эксплуатационные показатели (больший межремонтный ресурс и меньшие затраты на обслуживание), упрощенный монтаж, несколько более высокий КПД и менее сложное освоение производства. Техническая мысль и инновационный поиск проектантов и производителей современных ВЭУ направлены на повышение технологии производства, надежности и снижение стоимости оборудования. Представление о производительности 10 крупнейших мировых производителей ВЭУ дает табл. 4.
Наиболее массовые модели ВЭУ ведущих мировых производителей даны в табл. 5.
Компании-лидеры производства и продаж ВЭУ в 2003-2007 гг. [4, 5] The leading companies in wind turbine's production and sale in 2003-2007 [4, 5]
Таблица 4
Table 4
Компания, страна Накопленная произведенная мощность, МВт к концу года Выпуск в 2007 г. Доля в % в 2007 г.
2003 2004 2005 2006 2007
Vestas, Дания 14 797 17 580 20 766 25 006 29 508 4 503 22,8 %
GE Wind Energy, США 4 428 5 346 7 370 9 696 12 979 3 283 16,6 %
Gamesa, Испания 4 965 6 438 7 912 10 259 13 306 3 047 15,4 %
Enercon, Германия 5 758 7 045 8 685 11 001 13 770 2 769 14,5 %
Suzlon, Индия 463 785 1 485 2 641 4 724 2 082 10,9 %
Siemens, Германия 3 367 3 874 4 502 5 605 7 002 1 397 7,1 %
Acciona, Испания N/A N/A 372 798 1 671 873 4,4 %
Goldwind, Китай N/A N/A 211 627 1 457 830 4,2 %
Nordex, Германия 2 219 2 406 2 704 3 209 3 886 676 3,4 %
Sinovel, США N/A N/A N/A 75 746 671 3,4 %
Остальное производство 6 256 7 291 6 578 9 193 11 269 2 076
ИТОГО 42 253 50 765 62 108 78 110 100 318 22 207 100%
Таблица 5
Модели ВЭУ - лидеров продаж в 2007 г. [6]
Table 5
The types of wind turbines - leaders in world market sale in 2007 [6]
Фирма Модель
1 2 3 4 5 6
Vestas Vestas V52 850 кВт Vestas V82 1,65 МВт Vestas V80 2,0 МВт Vestas V80 1,8 МВт Vestas V90 2,0 и 1,8 МВт Vestas V90 3,0 МВт
GE Wind GEWE 1,5 МВт GEWE 2,5 МВт GEWE 3,0 МВт GEWE 3,6 МВт
Gamesa G52 850 кВт G58 850 кВт G80 2,0 МВт G83 2,0 МВт G87 2,0 МВт G90 2,0 МВт
Enercon E-33 330 кВт E-44 900 кВт E-48 - 53 800 кВт E-70 2,3 МВт E-82 2,0 МВт E-112 4,5 МВт
Nordex S70/77 1,5 МВт N80 2,5 МВт N90 2,3 МВт N90 2,5 МВт N100 2,5 МВт
RePower MD77 1,5 МВт ММ70 2,0 МВт ММ82 2,0 МВт ММ82 2,0 МВт 5М 5,0 МВт
Siemens SWT-1.3-62 SWT-2.3-82 SWT-2.3-82 VS SWT-2.3-93 SWT-3.6-107
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2 (94) 2011 © Научно-технический центр «TATA», 2011
В настоящее время основная масса устанавливаемых в мире наземных ВЭУ (> 95%) имеет номинальную мощность 1,5-3 МВт. При этом имеются существенные различия в мощности устанавливаемых ВЭУ в разных странах. Так, к 2008 г. средняя мощность устанавливаемых ВЭУ в Великобритании и Германии достигла, соответственно, 2,05 и 1,88 МВт, а для Индии она составила = 1 МВт [3]. Неустойчивость графика для Дании в последние годы обусловлена малыми объемами устанавливаемых ВЭУ. Благодаря развитию технологий, росту размеров ВЭУ и высоты их башен, размещению ВЭУ в местах с высоким ветровым потенциалом, коэффициент использования установленной мощности КИУМ современных ВЭУ возрос до 24-25%. В планах ЕС на 2010-2012 гг. для КИУМ установлены рубежи 28-30%.
Поставку и установку ВЭУ проводят на договорной основе либо производители ВЭУ, либо компании, специализирующиеся на финансировании и строительстве ВЭС. Примеры таких компаний -Iberdrola (Испания), Eon (Германия). Выгодным отличием ВЭС от ЭС других типов является быстрое возведение. По нормативам, определенным из массовой практики, ВЭС суммарной мощности 25-30 МВт устанавливаются и запускаются за 2-3 месяца [3]. Наиболее эффективны ВЭУ в составе многоагрегатных ВЭС при их оптимальном размещении с учетом роз ветров и топографических особенностей местности. Суммарная установленная мощность современных сухопутных ВЭС составляет от 5-10 до 300 МВт (ВЭС Стэйтлайн, США). С учетом технического состояния сетей, выбора оптимальных мест их установки наиболее эффективными в настоящее время являются ВЭС суммарной мощности 30-100 МВт. Расходы на строительство, содержание и соответствующий ремонт ВЭС небольшой (до нескольких МВт) установленной мощности, а тем более одиночных ВЭУ, особенно в удаленных местах, оказываются намного выше, чем у крупных ВЭС, и их использование чаще всего оказывается малоэффективным. Как следствие, западные компании-производители ВЭУ крайне неохотно берутся за реализацию проектов ВЭС суммарной мощности менее 10-15 МВт, а крупные финансовые институты, банки и инвесторы, работающие в области ВЭ, в последние годы, как правило, с неохотой рассматривают проекты ВЭС стоимостью ниже 30-50 млн Euro.
Крупномасштабным направлением современной ВЭ являются оффшорные ВЭС. Бурный рост этого направления обусловлен высокой стоимостью земли, более высоким ВЭП над морем, возможностью решения экологических проблем [6]. Развитие этого направления привело к созданию новых технологий производства фундаментов и монтажа ВЭУ, прокладки ЛЭП, модификации самих ВЭУ повышенной надежности с учетом их работы в сложных климатических и эксплуатационных условиях (порывистость ветра, соленость и влажность, высокая вероятность обледенения, ограниченная доступность из-за штор-
мов) [1, 2, 3]. Единичная мощность шельфовых ВЭУ составляет >2 МВт, суммарная мощность разрабатываемых и реализуемых оффшорных ВЭС достигает 150-250 МВт. Доля оффшорных ВЭС к 2010 г. составляла 1,2% от суммарной мощности всех ВЭС мира [1, 2]. Большие перспективы развития ВЭС морского базирования связываются с освоением шельфов Китая, Японии и стран Юго-Восточной Азии. Основными полигонами развития оффшорных ВЭС в настоящее время являются шельфы Балтийского, Северного и Норвежского морей. Странами-лидерами по масштабам установки оффшорных ВЭС являются Великобритания, Дания, Нидерланды, Швеция, Германия.
Удельные капитальные затраты у оффшорных ВЭС существенно (в 1,7-2 раза) выше, чем у сухопутных, но рентабельными считаются ВЭС, удаленные от берега до 40 км и устанавливаемые на глубине до 35 м. Повышение эффективности оффшорных ВЭС достигается увеличением их суммарной установленной мощности, доходящей до 150-250 МВт и более.
Экономические показатели современной ветроэнергетики
Доказательством экономической привлекательности ВЭ является растущий спрос на ВЭУ, обуславливающий расширение объемов и географии их производства, увеличение инвестиций в отрасль. Список производителей ВЭУ пополняется, в том числе за счет крупных энергетических и топливных корпораций, занимающихся ВЭ как в качестве внешних инвесторов, так и для диверсификации основной своей деятельности. Организация и развитие производства ВЭУ при этом осуществляется за счет заимствования технологий. За рубежом ВЭС достигли коммерческой зрелости и в настоящее время успешно конкурируют по экономичности с традиционными ЭС на органическом топливе, и прежде всего по себестоимости электроэнергии.
35 30 25 20 15 10 5 О
............ -
—>- СеВестоимость эл.энергии, €-ц./ кВтч
1 -й— Капзатраты на ВЭС, € / кВт
СБ 4P 3 та — о. та -с
zr Ш =i" 4i> __Л О о 5 X _ о о CD LSD Ш О N V
-
— од —
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Рис. 6. Динамика капитальных затрат на ВЭУ и производимой ими электроэнергии Fig. 6. The temporal mach of capital investments and the cost price of electricity of wind power plants
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 2 (94) 2011
© Scientific Technical Centre «TATA», 2011
Графики рис. 6, построенные по данным [3, 5], иллюстрируют динамику мировых цен на ВЭС и себестоимости их электроэнергии за последние 20 лет. По последней ВЭС ужевыигрывают не только у ДЭС, но и у ТЭЦ и АЭС, особенно с учетом «скрытых» затрат у последних [3, 4]. При этом конкурентоспособность ВЭС с ЭС на органическом топливе даже при высоком уровне цен на ВЭУ будет расти с увеличением цен на топливо. Согласно [6] удельные капитальные затраты при возведении крупных сухопутных ВЭС в мире в 2009 г. составили 1200-1300 Евро/кВт. При таких показателях ВЭУ в мире считаются одними из наиболее экономически выгодных источников энергии.
Список литературы
1. Global Wind 2009 Report. WWEA - Global Wind Energy Council, Brussels, 2010.
2. Global Wind 2010 Report. WWEA - Global Wind Energy Council, Brussels, 2011.
3. Wind Force 12 & Blueprint to Achieve 12% of the World's Electricity from Wind Power by 2020.
4. Wind Energy - The Facts. A Guide to the Technology, Economics and Future of Wind Power. European Wind Energy Association (EWEA). Earthscan. London. 2009.
5. Energy Technology Perspectives. Scenarios & Strategies to 2050 in Support of the G8 Plan of Action. International Energy Agency. 2008.
6. Soren Krohn, Poul-Erik Morthorst, Shimon Averbuch. The Economics of Wind Energy. A Report by the European Energy Association. EWEA. 2009.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2 (94) 2011 © Научно-технический центр «TATA», 2011
