Перспективы развития гелиоэнергетики

Аналитика
В последнее время в мире отмечается усиление внимания к развитию гелиоэнергетики. Гелиоэнергетические программы приняты более чем в 70 странах мира. Даже Северная Европа, которая по количеству солнечных дней и интенсивности солнечного света значительно уступает южным странам (Испании, Италии), активно ведёт разработки в этой области.

Е.А. Семенова,


старший научный сотрудник отдела отраслевой и региональной экономики

В последнее время в мире отмечается усиление внимания к развитию гелиоэнергетики. Гелиоэнергетические программы приняты более чем в 70 странах мира. Даже Северная Европа, которая по количеству солнечных дней и интенсивности солнечного света значительно уступает южным странам (Испании, Италии), активно ведёт разработки в этой области. Бурный рост солнечной энергетики подтверждается данными ООН, согласно которым в 2008 г. инвестиции в эту отрасль выросли по сравнению с предыдущим годом на 49 % до 33, 5 млрд дол.


Наиболее перспективным является фотоэлектрический способ производства энергии, солнечные батареи мобильны и долговечны, но в то же время традиционная кремниевая технология, на основе которой они изготавливаются, требует значительных материальных затрат. Причём изготовление кремниевых полупроводников не только недешёвый, но и довольно грязный с точки зрения экологии процесс.


Поэтому основные усилия в гелиоэнергетике направлены как на получение новых перспективных материалов, так и на поиск дешёвых технологий получения кремниевых наноструктур, способных сохранить уникальные фотоэлектрические свойства кристаллического кремния. В последние годы разработаны методы нанесения на подложку тонких плёнок соединений теллурида кадмия (CdTe), однако коэффициент полезного действия (КПД) коммерческих модулей CdTe пока не превышает 11 % (КПД модулей на основе кремния составляет 15 %). Американская фирма First Solar является одной из немногих фирм, производящих тонкоплёночные батареи в промышленном масштабе. На мировом рынке тонкоплёночных модулей, составившем в 2008 г. 843 МВт, её доля была 59 %.


Другая американская фирма Nanosolar разработала процесс производства, при котором на плёнку наносятся наночастицы из меди, индия, галлия, селена. Указанная компания рассчитывает благодаря этим инновациям снизить себестоимость продукции до 30–35 центов за ватт и по этому показателю превзойти нынешнего лидера сектора тонкоплёночных модулей First Solar (её достижение в первом квартале 2009 г. – 60 центов за ватт).


В текущем десятилетии мировые цены солнечных батарей уменьшались примерно на 20 % при каждом удвоении совокупных производственных мощностей. Однако, по мнению президента Европейской ассоциации солнечной энергетики, для тонкоплёночных солнечных модулей можно ожидать более высоких темпов удешевления.


В результате усовершенствования технологий и снижения стоимости оборудования среднегодовой темп роста потребления фотоэлектричества стал одним из самых высоких среди других источников энергии. За последние десять лет производство солнечных батарей увеличилось с 0,2 ГВт до 7,9 ГВт (в 2008 г.). Причём темпы роста только в период 2007-2008 гг. составили 85 %.

Основными поставщиками фотогальванического оборудования в настоящее время являются Китай (занимает 33 % мирового рынка), ФРГ (19 %) и Япония (16 %). Длительное время лидером по производству солнечных батарей была Германия. Гелиоэнергетика в ФРГ развивается с начала 90-х годов. В 2008 г. в стране эксплуатировалось более 500 тыс. фотогальванических установок, которые вырабатывали около 4 млрд кВт-час электроэнергии. Около 40 % производимых в Германии солнечных батарей экспортируется. В конце 2008 г. близ Лейпцига (г. Брандис) состоялся ввод в эксплуатацию крупнейшего в мире солнечного парка «Waldpolenz» с использованием тонкоплёночных технологий. Мощность объекта - 40 МВт, а ежегодная выработка электроэнергии оценивается в 40 ГВт-час, что эквивалентно годовому сокращению выбросов диоксида углерода на 25 тыс. т.


Немецкие специалисты добились улучшения характеристик кремниевых пластин, создали прогрессивные технологии производства тонкослойных полимерных плёнок, изготовления пластин из органических материалов. В сфере НИОКР вопросами солнечной энергетики занимаются около 60 научных центров. Их финансирование составляет около 180 млн евро в год.


Выпуск солнечных батарей и произведённой с их использованием элек-троэнергии постоянно увеличивается благодаря мерам государственной под-держки, и в первую очередь льготным кредитам государственного банка Kreditanstalt für Wiederbau. Развитию этой отрасли способствует Федеральный закон о возобновляемых источниках энергии, в соответствии с которым действует льготный закупочный тариф, составляющий 0,34-0,47 евро за кВт-час и зависящий от типа и мощности системы (с лета 2010 г. его предполагается снизить). Отметим для сравнения, что среднемировая цена электроэнергии составляет 7-8 центов США за кВт-час, т.е. в 6-9 раз дешевле закупочных цен на «солнечную» электроэнергию.


Аналогичные льготы и преференции действуют во многих странах в рамках программ государственной поддержки солнечной энергетики. В Испании, например, льготный закупочный тариф составляет 0,42-0,44 евро за кВт-час. Лимит по ежегодно установленным мощностям был установлен в размере 400 МВт (с 2009 г. происходит снижение тарифа и лимита). В Италии льготный закупочный тариф - 0,36-0,49 евро за кВт-час (лимит по ежегодно установленным мощностям – 1200 МВт, снижение тарифов предусматривается с 2009 г.). В США существуют федеральные налоговые льготы (до 30 %) для устанавливающих солнечные системы потребителей и налоговые льготы на уровне штатов для производителей оборудования. В большинстве штатов операторы электросетей обязаны закупать часть электроэнергии из возобновляемых источников.


В Китае также действуют льготные закупочные тарифы по формуле себестоимость + «разумная прибыль». Правительство поддерживает проекты в области солнечной энергетики, особенно для удалённых районов. В 2008 г. производство фотогальванического оборудования в Китае составило 2,6 ГВт (в 2007 г. - 1,2 ГВт).


По мнению ведущих немецких производителей солнечных батарей Conergy и Solarworld, китайские фирмы благодаря поддержке правительства и банковским кредитам продают на рынке свою продукцию ниже себестоимости (0,10 евро за ватт). Это фактически подтвердил и исполнительный директор китайской фирмы Suntech Power Holdings, который заявил, что его компания готова продавать на рынке США солнечные модули дешевле, чем стоят материалы, из которых они сделаны, монтаж и транспортировка. Поскольку США сегодня являются крупнейшим в мире потребителем солнечных панелей, выход на этот рынок имеет для КНР стратегическое значение.


Западные эксперты полагают, что в ближайшем будущем именно Китай может стать главным производителем систем для получения электроэнергии из экологически чистых источников. Китайские фирмы уже сейчас начинают играть ведущую роль в продвижении дешёвых солнечных панелей, в результате чего стоимость панелей упала за последний год почти вдвое.


Российские компании также работают в сфере гелиоэнергетики. Пять из них («Солнечный ветер», научно-производственное предприятие «Квант», АОЗТ «Амекс», «Энергомер», Подольский химико-металлургический завод) в 2007 г. представили свою продукцию на Международной выставке по солнечной энергетике в Милане. Причём фирма «Солнечный ветер» (поскольку её продукция за рубежом пользуется спросом, компания создала в Испании дочернюю фирму – Solar Wind Europe) кроме обычных, односторонних солнечных модулей выпускает и двухсторонние, что позволяет повысить их эффективность на 5-7 %.


В целом следует отметить, что все указанные отечественные предприятия на 95 % работают на внешний рынок, и в ближайшее время увеличения спроса на их продукцию в России ожидать не следует (по крайней мере, пока цены на энергоносители не сравняются с европейскими). Для нашей страны принципиально важно отслеживать процесс развития мировой гелиоэнергетики, поскольку её освоение может в определённой степени оказать влияние на изменение спроса на традиционные энергоносители.