Развитие ветроэнергетики в Казахстане

Источник: http://www.magisterjournal.ru/number44_1.htm

В условиях высокого потребления энергии в Казахстане и вовлеченности в глобальные процессы динамичного развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ), сфера ветроэнергетики становится крайне актуальной. В данном случае значение имеет, как ряд преимуществ и, в том числе, конкурентоспособность данного вида энергопроизводства, так и большой потенциал Казахстана в его развитии с точки зрения географического положения республики
Ветровая электростанция под Астаной

Ветровая электростанция под Астаной, на площадке Ерейментау

Развитие ветроэнергетики в Казахстане становится неотъемлемой частью процесса, который проходит по всему миру уже много лет. Это процесс увеличения доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в энергетическом производстве. Данная отрасль развивается в Казахстане благодаря огромной финансовой и технической поддержке государства. Так всего за два года (2012-2014) здесь произошел огромный скачок в массовом строительстве ветроэлектростанций. Кроме того, в Казахстане стали делать ветропарки. Хотя доля ВИЭ в мировом производстве электроэнергии  в 2014 году равняется всего 1%, но до 2020 года ожидается прирост до 3%.

С технической точки зрения развитие рынка ветроэнергетики в Казахстане весьма целесообразно. Это касается и экономической составляющей. Согласно мировым оценкам, чтобы добиться устойчивого развития экономических процессов, нужно достичь примерно 20-процентного резерва генерирующих мощностей. В 2014 году в Жамбылской области установили два ветряка каждый мощностью 760 кВт. Это был первый такой случай в стране. Ожидается, что организационные и финансовые барьеры будут устранены, а это означает прирост инвесторов. К примеру, концерн Vestas Wind Systems A/S из Германии, который известен своими высококачественными ветрогенераторами, активно разрабатывает программу вложения в Казахстанскую ветроэнергетику. Ожидается, что немецкие партнеры вложат 200 млн. евро чтобы построить ветроэлектростанции – все вместе мощностью 500 МВт. Местами их расположения будут Ерейментау и Шелекский коридор. Согласно прогнозам, по мере увеличения производства в Казахстане отечественные производители будут поставлять часть оборудования для ветропарков.

Нурсултан Назарбаев в 2008 году говорил о том, что для дальнейшего устойчивого развития страны нужны активные разработки и использование на практике ВИЭ. На момент произнесения этих слов к развитию этой сферы еще и не приступали. Но глава государства поручил правительству развернуть работу в области производства ветроэлектростанций, ведь это огромное поле для развития новых технологий. Об этом Нурсултан Абишевич говорил на XIX пленарном заседании Совета иностранных инвесторов, который проходил в Атырау.

Развитие истории произошло в 2009 году, когда соглашение подписали АО «Самрук-Энерго» и Программа развития ООН. Соответствующий меморандум о сотрудничестве в развитии возобновляемых источников энергии предполагал реализацию множества проектов строительства ветроэлектростанций. Следующим важным шагом было принятие Закона РК «О поддержке использования возобновляемых источников энергии», который был принят в том же году. Этот закон дал государственной поддержке развития ветровых электростанций правовую основу, а это означало новые инвестиции. Но до того как была принята Программа форсированного индустриально-инновационного развития (ФИИР) на период с 2010 по 2014 год, никаких активных мер не предпринималось. Согласно тексту данной программы ветряные электростанции являются одной из наиболее приоритетных областей развития электроэнергетики в Казахстане, а ее потенциал был обозначен как очень большой.

По данным исследования финской компании VTT, энергосистема в Казахстане отличается централизованным балансированием, что способствует увеличению доли энергии ветра в общем объеме электроэнергии. Тот же вывод можно сделать исходя из того, что такое расположение дает возможности достичь максимального эффекта по сглаживанию нестабильности энергии ветра. Согласно прогнозам по установленным мощностям необходимо было ввести примерно 250 МВт до начала 2015 года, что и было сделано, теперь стоит цель ввода 2000 МВт до 2030 года. На данный момент объем ветроэнергии в общем производстве электроэнергии составляет чуть менее 1%, но к 2030 году он будет составлять около 4%. Это при условии, что все производственные процессы, предусмотренные программами развития, будут использованы.

По результатам моделирования нарушений установившегося режима энергосистемы, которые произошли в последнее время, стало ясно, что вышеописанный сценарий выработки ветровой энергии не представляет никакой угрозы безопасности энергосистемы. Исключением является ветроэлектростанция «Шелек». Чтобы на ней достичь мощности 300 МВт к 2030 году, необходимо усилить электросеть. Также был проведен анализ потерь энергосистемы, который показал, что благодаря ветровой энергии можно существенно сократить потери во всей энергосистеме Казахстана. При таком сценарии цена балансирования ветровой энергии в 2030 году будет увеличена на 0,3-0,6 евро/МВт•ч.

Вообще, возобновляемые источники энергии за последние несколько лет стали рассматриваться правительством Казахстаном как один из главных векторов развития энергетики в целом. Об этом красноречиво говорит усиление внимания к процессу внедрения ветряных электростанций со стороны государства. При этом формирование комплекса таких станций в Казахстане предусматривает немалые финансовые вливания непосредственно от государства. Без этого возобновляемая энергетика развиваться точно не сможет. Пока что в эту сферу вкладывают в основном бизнес-структуры, поэтому процесс развития ветроэнергетики имеет более хаотический характер – строим там, где выгодно конкретному бизнесмену, а не где нужно стране. Инвесторы стараются строить там, где уже есть развитые электрические сети. Причиной этому служит то, что затраты на выдачу мощности им невыгодны, как, впрочем, и самому государству.

В 2009 году был составлен закон «О поддержке использования возобновляемых источников энергии», согласно которому за строительство инфраструктурной части объектов для использования возобновляемых источников энергии отвечал сам собственник объекта, который и использовал энергию. Он же должен был заплатить за составление проекта. Интересно, что о том, что конкретно подразумевается под понятием «инфраструктурная часть», в законе информации нет. По этой причине каждый может толковать объемы этой инфраструктуры по своему усмотрению. Это могут делать не только сами собственники объекта, а еще и эксперты, а также контролирующие организации. Зато есть некоторые дополнения к данному закону, которые устанавливают предельно допустимую цену за единицу производимой энергии. Это позволяет сделать одну стоимость для всех ветреных электростанций, которая не зависела бы от их географического положения.

В связи с этим очень интересными выглядят следующие показатели. Площадь Казахстана составляет 2724,9 тыс. кв. км. С запада на восток эта страна занимает чуть более 3000 км, с севера на юг – 1700 км. Общая длина электрических сетей, напряжение которых 1150-35 кВ, составляет 98 тысяч км. Таким образом, на 1 квадратный километр площади приходится порядка 36 метров сети. В Казахстане 8996 электроподстанций с наивысшим напряжением 1150-35 кВ, а их суммарная мощность составляет 143 547 МВ•А. Таким образом, на тот же 1 квадратный километр приходится всего лишь 0,033 подстанции и мощность, равная 0,0526 МВ•А.

Эти данные дают основание позволяют сделать вывод, что на стоимость каждого киловатта, который будет произведен на ветровой станции, будет влиять именно стоимость инфраструктурной части. И в данном случае это понятие уже можно понять в более широком смысле – здесь имеются ввиду повышающие электрические подстанции, высшее напряжение в которых 35–500 кВ и электрические линии, которые соединяют электроподстанцию и конкретную точку подключения. При этом на цену все равно будет оказывать влияние владелец сети.

Не менее важным фактором в данном отношении является наличие и стоимость подъездных дорог, ведь без них перевезти крупногабаритное оборудование на место назначения просто невозможно. Поэтому пока что спешить с каким-то четкими ограничениями в стоимости не следует. Такой вывод можно заключить еще и из того, что в данном случае Казахстан ориентируется на Европу, но там плотность сетей и нагрузок не сравниться с казахстанской. Вместо этого стоимость каждого киловатта лучше рассматривать, учитывая такие две составляющие:

  1. Основная стоимость, которая состоит из цены самой ветровой электростанции, ветроагрегатов, которые связывают электрические линии, монтажные и другие виды работ, связанных со строительством и использованием конкретного объекта;
  2. Стоимость той мощности, которую сможет выдать конкретный объект, ведь для каждого этот показатель будет совершенно разным.

Такой подход дает возможность ограничить основную составляющую цены определенным пределом, а вторую оставить на усмотрение владельцев объектов и государства. При этом интерес инвесторов, которые пока что несколько снизили свою активность, будет повышен, когда будет установлено четкое ограничение по цене. Но намного больший интерес инвесторов будет иметь место, когда вся инфраструктура будет представлена в готовом виде. Интересно, что инвесторы не спешат идти в Джунгарский коридор именно по причине того, что для выдачи мощности нужно выполнить сетевое строительство, которое превосходит в стоимости возведение генерирующих мощностей. Подобных примеров, когда есть просто прекрасный энергетический потенциал, но ситуация не позволяет осваивать его, довольно много.

Сейчас, чтобы обеспечить устойчивое и рациональное развитие ветроэнергетики в Казахстане, нужно составить генеральную схему размещения ветроэлектрических станций, в которой учитывались бы интересы потребителя, инвестора, сетевого предприятия, а также энергетическая безопасность государства.

В рамках Программы развития ООН по ветроэнергетике были проведены исследования потенциала ветроэнергетической промышленности в разных регионах Казахстана. Их результаты, фактически, не открыли ничего нового – наилучший потенциал у южной зоны (Алматинская, Жамбылская, Южно-Казахстанская области). Также довольно перспективными выглядят западная (Мангистауская и Атырауская область), северная (Акмолинская область) и центральная (Карагандинская область) зоны.

Профессор В.Г. Николаев [1] разработал подходы и критерии формирования плана размещения станций и их дальнейшего использования. Исходя из его суждений, основой генеральной схемы будут ветроэлектростанции, которые размещены в районах, где наблюдается энергетический дефицит, а себестоимость там ниже или равна себестоимости существующих, газовых и углевых станций. Это позволит уже к 2020 году достичь высокой суммарной мощность ветровых станций – 5-7 ГВт. Схема размещения ВЭС на территории Казахстана должна стать неотъемлемой частью государственной политики и влиять на экономическую поддержку отечественной ветроэнергетики. Та схема, которая составлена на данный момент, заключается в трех положениях.

  1. Типовыми для крупномасштабной выработки электроэнергии следует выбирать те ветровые электростанции, которые являются наиболее энергетически и экономически эффективными. Мощность новых электростанций должна составлять 30–50 МВт, а построены они будут на базе уже имеющихся станций с мощностью 2-3 МВт.
  2. ВЭС необходимо размещать в районах, где цена вырабатываемой электроэнергии будет ниже цены уже имеющихся электростанций. Обязательное условие для этого – наличие ветрового энергопотенциала, который будет обеспечивать работу ветровых электростанций с коэффициентом использования имеющейся мощности более 30%.
  3. Чтобы выполнялся пункт 2, нужно определять экономические условия с учетом прогноза затрат на строительство таких станций и возможных сценариев инфляции, стоимости электроэнергии и топлива в Казахстане.

Чтобы определить экономически эффективные станции, был предложен метод, который основан на расчете возможных объемов выработки энергии на ветровых станциях. Результаты расчета должны отвечать двум критериям. Первый заключается в том, что стоимость электроэнергии ВЭС должна быть ниже, чем стоимость энергии, вырабатываемой наиболее экономичными на данный момент электростанциями в данном районе. Второй критерий гласит: все станции следует строить с учетом того, что суммарный объем всех ВЭС в данном регионе должны покрывать как минимум 20% от потребности региона в электроэнергии, ожидаемой к 2030 году.

Но из-за того, что имеет место хозяйственно-финансовая разобщенность среди региональных энергетических компаний, чтобы свести к минимуму потери электроэнергии на ветровых станциях, нужно основную ее часть направлять на потребности этого же региона. А крайнее значение стоимости одного кВт•ч электроэнергии принято считать равным 6 евро [2]. При этом стоит учитывать и дополнительные расходы на возведение подстанций. Так капитальная и эксплуатационная части цена электроэнергии ВЭС будут равны примерно 4,5–5,0 евроцентам за 1 кВт•ч. Согласно таким расчетам итоговые затраты на строительство магистральных ЛЭП, дорог и подстанций не должны быть более 1,5–1,0 евроцента за 1 кВт•ч.

Если это не будет достигнуто, максимальное расстояние ВЭС до подстанций и ЛЭП будет сильно ограничено. А крайние значения протяженности магистральных ЛЭП и дорог, кстати говоря, определяются при помощи стоимостной модели ВЭС [3].

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что сначала строительство ВЭС следует проводить в двух-трех регионах, а не делать это массово. Это даст возможность освоить технологию изготовления техники для ветроэнергетики, ее установки, эксплуатации и ремонта.

Выводы

1. Из-за технологических соображений и потребностей в электроэнергии сложились определенные масштабы использования ветроэлектрических станций в Казахстане.

2. Самые перспективные регионы, исходя из наличия факторов, которые способствуют развитию ветроэнергетики, выглядят следующим образом:

  • южная зона – Алматинская, Жамбылская, Южно-Казахстанская области;
  • западная зона – Мангистауская и Атырауская области;
  • северная зона – Акмолинская область;
  • центральная зона – Карагандинская область.

3. Строительство и использование ветряных электростанций эффективно с энергетической и экономической точки зрения. Кроме того, это перспективное инновационное направление электроэнергетики, которое будет выгодным как для производителей, так и для потребителей.

4. В Казахстане есть достаточный экономический потенциал для активного развития области возобновляемых источников энергии.

5. Чтобы обеспечить устойчивое рациональное развитие ветроэнергетики, необходимо соблюдать генеральную схему размещения ВЭС, в которой учитываются интересы потребителей, сетевых предприятий и инвесторов, а также государства.

Библиографический список

  1. Николаев В. Г., Ганага С. В., Кудряшов Ю. И. Национальный кадастр ветроэнергетических ресурсов России и методические основы их определения. – М.: Атмограф, 2008. 590 с.
  2. Николаев В. Г. Ресурсное и технико-экономическое обоснование широкомасштабного развития и использования ветроэнергетики в России. М.: Атмограф, 2011.
  3. Трофимов А., Маринушкин Б., К генеральной схеме развития ветроэнергетики Казахстана. М.: Журнал «Энергетика», Алматы. 2012.
  4. Исследование о вариантах развития возобновляемой энергетики в Республике Казахстан. Предварительный проект. Самрук казына.
  5. План действий по развитию альтернативных и возобновляемых источников энергии в Республике Казахстан в 2013-2020г.г., Самрук-зеленый.
  6. Национальная Программа развития ветроэнергетики в Республике Казахстан до 2015г с перспективой до 2024г. Проект Программы развития ООН и Правительства Казахстана «Казахстан — инициатива развития рынка ветроэнергетики», Алматы-Астана, 2007.

И.А. Косанова

Вестник магистратуры № 5 (44), 2015

http://www.magisterjournal.ru/docs/VM44_1.pdf

Наверх