ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ДОНБАССЕ

Автор: к.т.н.,доц.Левшов А.В., к.т.н.Троянский А.А.,ген.дир.ПЭО"Ветроэнергопром" Жабский Ю.В.
Источник: Материалы секции "Приоритеты научно-технического и инновационного развития" региональной научно-практической конференции г.Донецк

    Развитие электроэнергетики Украины в последние 50 лет велось в основном за счет строительства мощных тепловых, гидро— и атомных электростанций. В настоящее время установленная мощность всех электростанций Украины составляет чуть более 52 тыс. МВт, в том числе ТЭС 36.7 тыс. МВт ( 70 %), ГЭС — 4.7 тыс. МВт (9 %) и АЭС —12.8 тыс. МВт (21 %). Основой электроэнергетики Донбасса являются исключительно ТЭС, работающие в основном на угле или мазуте. Таким образом, преобладающими в структуре нашей энергетики являются тепловые станции.
     При нормальном снабжении топливом ТЭС, в отличие от гидростанций, являются независимым от природных факторов и весьма надежным источником, дающим в Украине около 2/3 всей вырабатываемой электроэнергии. В целом подобная структура электроэнергетики характерна и для большинства стран мира, не обладающих очень богатыми гидроресурсами. Для сравнения приведем (табл. 1) средние цифры по структуре установленной мощности и выработке электроэнергии для Украины, Европы, Северной Америки и мирового сообщества в целом [1].
     Таким образом, на рубеже нового тысячелетия можно с полным основанием констатировать, что основным источником электроэнергии для большинства стран мира, и Украины в том числе, во второй половине XX столетия являются тепловые электростанции.
     Тем не менее, несмотря на ведущую роль ТЭС, они обладают и рядом существенных недостатков. Сжигание на ТЭС отходов углеобогащения (т.н. «энергетических углей») и нефтепереработки («энергетического мазута» или «топливного компонента») связано с выбросом в атмосферу огромного количества вредных веществ, создающих серьезные экологические проблемы. Кроме этого, энергетика Украины и Донбасса, в частности, в последние годы испытывает постоянную зависимость от поставок энергоносителей из-за рубежа.

Таблица 1 - Структура электроэнергетики

Регион	Установленная мощность, % от суммарной				Выработка электроэнергии, % от суммарной
	ТЭС	ГЭС	АЭС	Другие	ТЭС	ГЭС	АЭС	Другие
Украина	70	9	12,8	-	49	6	45	-
Европа	59	23	17	1	55,9	17,7	26	0,4
Северная Америка	68	18	12	2	63,9	16,6	18,7	0,8
Мир в целом	65	23	11	1	62	19	17	2

      В этой ситуации актуальным является развитие нетрадиционных (возобновляемых) и экологически чистых источников энергии, в частности, энергии ветра. Использование человеком энергии ветра в нашей стране имеет большую историю. Например, в 1913г. В Российской империи действовало более 1 млн. ветряных мельниц. В довоенные годы СССР занимал одно из ведущих мест в мировой ветроэлектроэнергетике. В 1931г. в районе г. Балаклавы была построена опытная ветроэлектростанция (ВЭС) мощностью 100 кВт для параллельной работы с сетью. Кроме этого, был разработан проект ВЭС мощностью 500 МВт ( 500 агрегатов по 1000 кВт) для Кольского полуострова. В 1935г выпущен 1-й Атлас ветроресурсов СССР. Была разработана уникальная и для наших дней ветроэлектроустановка мощностью 10 Мвт. К сожалению на практике эти проекты так и не были реализованы. В 50-е годы в СССР производилось ежегодно по 9 тыс. ветроустановок для нужд народного хозяйства. Однако в последующие годы, в связи с изменением стратегии развития энергетики, эти работы были заторможены.
     Новый толчок развитию ветроэнергетики во всех странах дал энергетический кризис 70-х годов. Многие промышленно развитые страны (США, Дания, Голландия, Германия и др.) начали активно создавать ВЭУ и строить ветроэлектростанции (ВЭС или по западной терминологии «ветровые фермы»). В настоящее время, а точнее на конец 1996г. [2], по данным американской ветроэнергетической ассоциации (AWEA) установленная мощность ВЭС в мире превышает 6000 МВт. Цифра эта не так уж велика (0.2 % от суммарной мощности всех электростанций), чтобы говорить о значительном влиянии ВЭС в мировом энергобалансе, но она достаточна для того, чтобы судить об окончании периода становления ветроэнергетики как самостоятельного энергоисточника наряду с гидро, атомной и тепловой энергетикой. Подтверждением этому могут служить и темпы роста (табл.2) установленной мощности ВЭС Руст [2].

Таблица 2 - Темпы роста установленной мощности ВЭС в мире, МВт

Годы	1981	1985	1990	1992	1994	1996	2000	2006	2010
Руст.	15	1085	2002	2539	3594	6172	7840	21885	29795

     Лидирующие 10 стран мира по ветроэнергетике выглядит так: США — 1794 МВт, Германия — 1576, Индия — 820, Дания — 785, Нидерланды — 305, Англия - 264, Испания — 216, Швеция — 105, Италия — 70, Китай — 57. В этом переч¬не самые разные страны, большие и малые, развитые и разминающиеся, богатые и бедные. Следовательно, есть веские причины, которые заставили их развивать ветроэнергетику. Анализ сложившейся ситуации показывает, что это не одна и ни две, а целый комплекс причин: напряженность с энергоресурсами; экология; экономическое состояние государства; способность экономических и политических институтов государства решать перспективные задачи; понимание опасности потепления климата Земли, в связи с ростом выбросов СО2, (есть еще ряд других, во многом индивидуальных причин).
     Этот комплекс причин побуждает законодательную и исполнительную власть выделять госсубсидии для развития ВЭС, принимать законы и программы, способствующие привлечению частного капитала. Быстрые темпы роста мощности ВЭС в Германии в 1992-1996гг. (в 8.6 раз) и Индии ( в 16 раз) объясняются принятыми в этих странах привлекательными льготами как для производителей, так и для потребителей. Во многих странах созданы национальные ветроэнергетические программы, которые в настоящее время поддерживаются программой Европейского союза и правительствами этих стран. Согласно этой программы в Европе к 2030 году 10 % электроэнергии будет получено с помощью ветра.
     Для развития ветроэнергетики в Донбассе также имеются неплохие перспективы. Во-первых, несмотря на то, что Украина находится на большом расстоянии от океанов, способствующих интенсивному ветрообразованию, ее Юго-Восточная часть — Донбасс, обладает значительным ветропотенциалом; во-вторых, имеется ряд политических решений, которые на государственном уровне поддерживают развитие и производство энергии свободной от СО₂; в третьих, определен источник финансирования Программы строительства ВЭС в размере 0.75 % объема товарной продукции электроэнергии на традиционных станциях Украины (ТЭС, ГЭС, АЭС).
     Благодаря этому уже достигнуты определенные успехи в развитии возобновляемых источников энергии в Донбассе: по инициативе обладминистрации создано специализированное предприятие — ПЭО «Ветроэнергопром». Его основной задачей является реализация на территории Донецкой области Комплексной программы строительства ВЭС, разработанной во исполнение Указа Президента Украины от 2.03.96г. №159/96. На территории области планируется строительство трех ВЭС в Новоазовском, Першотравневом и Володарском районах суммарной мощностью 135 МВт. Строительство первой в Донбасской Новоазовской, мощностью 50 МВт, было начато в 1998 г, а настоящее время уже введены в работу первые 12 из 470 ветроагрегатов, единичной мощностью 107 кВт. Плановый срок завершения строительных работ-2005г. На Новоазовской ВЭС используются ветроагрегаты отечественного производства типа USW-56-100. Выпуск этих агрегатов освоен в Украине по лицензии американской компании «КЕНЕТЕК Уиндпауэр ин-корпорейтед» в рамках конверсии предприятий ВПК. В их производстве занято около 40 предприятий. Главное сборочное производство организовано на «Южном» машиностроительном заводе в Днепропетровске.
     Первый накопленный опыт выявил и ряд проблем, без pешения которых дальнейшее развитие ветроэнергетики в Донбассе будет затруднено. Отсутствует отечественный опыт в области проектирования, производства и эксплуатации отдельных ветроагрегатов и ВЭС в целом.
     Не изучены вопросы влияния ВЭС на работу существующих электроэнергетических систем. Имеется ряд нерешенных экономических вопросов, связанных с энергорынком. Все это требует проведения активных научных исследований как на Новоазовской ВЭС, так и изучение опыта ведущих мировых фирм. В настоящее время вопросами ветроэнергетической индустрии в Европе заняты более сотни компаний. Ведущее место среди них по установленной мощности, темпам развития, научному потенциалу занимает Германия. Имеется опыт многолетнего плодотворного сотрудничества между ДонГТУ и вузами Германии. Это позволяет надеяться и на успешный обмен опытом в области ветроэнергетики.
     Донецкий государственный технический университет совместно с Институтом электродинамики Национальной академии наук Украины, Магдебургским техническим университетом (Германия) и ПЭО «Ветроэнергопром» являются инициатором международной программы по внедрению и научно-техническому сопровождению на строящихся ВЭС Донбасса новейших ветроагрегатов ведущих фирм ФРГ. Работы ведутся под эгидой созданного в ДонГТУ информационно-технического центра УниТех.
     Сказанное позволяет сделать вывод о том, что возобновляемые источники электроэнергии, в частности ветроэлектростанции, в Донбассе имеют хорошие перспективы, чтобы в ближайшем будущем стать альтернативным источником традиционным ТЭС.